改进的激光成像制导有源干扰仿真研究

目前,激光成像制导作为一种新型的精确制导方式,在战场上发挥着越来越大的作用。然而,针对激光成像制导的干扰方法效果却并不理想,具体表现为:方式被动、成功率低、干扰效果不明显等。针对激光成像制导系统输入信号的激光有源干扰技术是近几年提出的新型干扰方式。在其研究基础上,对光学仿真,特别是激光光学仿真进行了较为深入的研究,并提出了一种改进的激光有源干扰方式:利用截获的敌方激光探测信号相关信息,复制其激光信号作为干扰信号,对敌方激光成像制导系统进行干扰,掩盖重要军事目标,具有成本低、方式主动等优点,从而提高对激光成像制导输入信号的干扰能力,干扰成功率可达98%以上。     

基于深度学习的激光干扰成像评估方法

可见光主动成像系统被广泛应用于成像侦察领域,激光压制干扰是一种可以利用的反制手段。合理地对激光干扰效果进行评估,对于干扰一方具有重要意义。为了更客观地评价激光干扰对成像侦察的影响,从可见光成像侦察的特点出发,对激光干扰可见光成像效果进行划分,确定了干扰效果评估需求。建立了可见光图像的激光干扰效果评估模型,结合基于YOLOv4的目标检测置信度及WFSIM算法的三个图像特征表征指标,形成了对应的评估体系。构建了一套参数可调的激光干扰图像采集及评估分析实验系统,对人体目标进行图像采集,验证了提出的评估体系及方法。     

基于压缩感知的激光干扰效果评价方法

采用激光技术干扰电视制导系统可以使其光电探测设备降低或失去目标探测、识别与跟踪的能力,客观、准确地评估激光对CCD成像系统的干扰程度有利于指导光电对抗设备的研制和探测设备的激光防护。从激光干扰后图像目标特征的失效程度出发,结合压缩感知理论中可利用测量矩阵直接获取稀疏信号的特征信息的特性,提出了一种基于压缩感知的激光干扰效果评估方法。采用非下采样Contourlet变换对图像进行稀疏变换,根据干扰前后图像压缩感知特征的变化情况来评估激光的干扰效果。实验结果表明,与传统的评估方法MSE、SSIM相比,提出的基于压缩感知的评估方法对不同激光功率和不同探测角度下的图像都给出了合理的评估结果,能够克服不同探测角度对评估结果的影响,且对不同干扰功率的敏感度更高。     

0.53μm和1.06μm双波长复合激光干扰光电器件的实验研究

利用自行设计的0.53μm双波长复合输出激光器,对复合激光干扰COMS相机和激光半 主动(SAL)制导系统的效能进行了实验评估。在CMOS相机干扰实验中,分析了复合激光连续 和5kHz高重频输 出时的干扰效果;分别在有无激光防护两种情况下,对比了复合激光与单波长激光的有效干 扰面积曲线。 结果表明,存在激光防护措施时,复合激光的有效干扰面积较单波长激光干扰提升显著,其 有效干扰面积分 别最大增加67.0%和53.1%。在SAL制导系统干 扰实验中,对比了导引头在复合激光和0.53μm波长激光 干扰下的预处理信号波形。结果表明,高重频复合激光能有效扰乱导引头的预处理信号,使 其波形相关度 最大降低25.1%,干扰效果较0.53μm波长激 光提升显著。     

采用图像特征的激光干扰跟踪效果评估

对于广泛应用于图像识别和跟踪的激光主动成像系统,激光干扰是影响该类系统性能的一个重要因素。激光干扰使系统中的光电成像元件达到饱和或损伤,在探测视场中出现光斑,从而使跟踪算法无法准确分辨目标和光斑。因此,分析并评估激光对主动成像系统的干扰效果是避免干扰的前提,同样也是重要的环节。提出一种基于图像特征的边缘相似度(ESIM)评价算法,该算法通过模板匹配确定图像的目标区域,并比较原始图像和干扰图像目标区域的亮度、对比度和边缘清晰度差异,得到归一化的评价指标,作为对激光干扰效果的评估标准。实验中分别采集了不同干扰功率和不同光斑位置的激光干扰图像,并利用相关跟踪和形心跟踪方法对目标进行跟踪,运用本文提出的ESIM算法从图像特征角度对干扰跟踪效果进行评估,结果证明ESIM能够合理评估干扰图像的失真程度,并可以较好地反映激光对主动成像系统跟踪性能的影响。     

结合激光功率和光斑位置的多帧动态干扰效果评估

激光主动成像系统通常用于重要区域监视和危险目标识别,当该系统受到敌方激光干扰时,其成像质量将会下降。由于目标、成像系统和干扰源的相对位置,以及干扰源的干扰功率处于时刻变化中,导致不同时刻的干扰效果不尽相同,如何衡量一段时间内激光对成像系统的干扰效果成为一个难题。提出了一种基于连续多帧图像动态特征变化的无参考激光干扰评估算法,在图像目标区域内分析单帧干扰图像中特征点的匹配准确率和空间变化率以及多帧图像特征点变化的准确性、空间性、结构性差异、频率和显著性特征,最终得到归一化的评估指标。利用激光主动成像识别系统对设定目标进行照明成像识别实验,采集不同干扰功率和干扰方位的激光干扰图像。基于提出的特征点动态性算法对获得的连续多帧激光干扰图像进行评估,结果表明该算法能够准确评价一段持续干扰过程中不同功率、方位的激光干扰效果,客观反映光斑遮盖下自动目标识别算法的失效程度。     

光电成像系统激光干扰效果定量评估研究综述

光电成像系统作为现代战争中人类的“眼睛”而被广泛地应用于目标侦查、火控观瞄、精确制导等领域。另一方面,光电成像系统很容易受到激光的干扰,如何进行定量、准确和客观地评估激光干扰光电成像系统的效果是干扰技术研究的一个重要环节。同时,利用所研究的激光干扰效果评估方法建立相应的仿真评估系统对于缩短干扰装备研制和鉴定的周期,降低研发的成本具有十分重要的意义。对国内外研究进展情况进行了综述,总结并展望了该领域未来的研究方向。     

基于光斑与图像特征的动态激光干扰效果评估

激光主动成像系统通常用于重要区域监视和危险目标识别,其上的光电成像探测器易受敌方激光干扰产生局部饱和甚至损伤,导致目标识别失效。在实际中,激光干扰功率和光斑位置等因素均时刻发生变化,导致激光对每帧图像的干扰效果也不尽相同,因此,动态的衡量激光干扰效果具有重要意义。提出了一种基于光斑特征和图像特征的无参考动态激光干扰图像评估算法,通过加速分隔测试特征(FAST)算法提取特征点,并运用特征点匹配确定图像的目标区域,在该目标区域利用饱和像素数和光斑相对位置变化表示光斑特征对图像质量的影响,利用图像中特征点和边缘点分布特性以及边缘清晰度表示图像特征的变化,将5个评价因子相乘,得到归一化的评估指标。利用激光主动成像识别系统对设定目标进行照明成像识别实验,采集不同干扰功率和干扰方位的激光干扰图像。基于提出的无参考动态特征评估算法对获得的连续多帧激光干扰图像进行评估,结果表明该算法能够准确评价不同功率、方位激光的干扰效果,客观反映光斑遮盖下自动目标识别算法的失效程度。     

基于图像特征相关度的激光干扰卫星效果评估

针对激光干扰光学成像卫星效果难以评估的问题,借鉴图像处理相关理论,将干扰前后卫星图像特征相关度作为评估指标,并采用HVS(人眼视觉系统)对指标进行修正,利用基于一致相邻度熵权的综合赋权方法,建立激光干扰效果综合评估模型。运用模型对受激光干扰条件下的卫星图像进行评估,得到的结论既能客观地反映激光干扰的实际效果,又能与人的主观感受保持较好的一致性,验证了模型在激光干扰光学成像卫星效果评估方面的适用性和科学性。     

光电成像制导系统干扰与抗干扰的性能评估

文章简要阐述了对光电成像制导系统的干扰和抗干扰措施,依据对抗效果及评估准则,概括归纳了五种不同特点的评估方法,最后介绍了评估系统的现状,并指出了对抗性能评估技术的发展方向.     

高重频激光干扰技术机理分析

在光电对抗领域,高重频激光干扰是一种非常有效的干扰技术。从高重频激光干扰的原理出发,通过对由干扰激光功率引起的激光导引头接收系统信噪比下降的现象进行理论分析和数值计算,理清了以往对高重频激光干扰的认识。数值计算结果表明,在目标距离一定的情况下,导弹制导系统的信噪比会随干扰激光功率的增加而减小;在激光干扰功率相同的情况下,导弹制导系统的信噪比会随目标距离的增加而减小。在目标距离为6000 m的情况下,当干扰激光功率大于0.4 w时,导弹制导系统的信噪比降到1以下,此时制导系统不能有效地从各种噪声之中检测出目标回波信号,说明被攻击目标能够得到有效保护。     

激光制导信号的编码和干扰技术

介绍了激光半主动制导系统制导信号编码方法和对编码制导信号进行干扰的方法.随着制导信号的编码技术日趋复杂,传统的欺骗干扰方法难以有效发挥作用.而采用高重复频率激光进行欺骗干扰,具有不需要对制导信号进行识别的突出优点,只要其重复频率足够高,就有可能成功实现干扰.提出了一种不影响激光器峰值功率的提高重复频率的方法.     

基于3维扫描线数据重建的光斑半径补偿研究

为了在材料表面激光3维改性系统中有效地消除系统误差并提高系统精度,根据材料表面改性图形为填充图样的原理,采用3维扫描线重建算法对空间封闭曲线进行了激光半径补偿。经过交点计算及闭合检查,对空间3维数据进行重建,基于VC++平台实现了半径补偿算法,完成重建图形显示并控制系统完成材料表面激光3维改性实验。经理论分析及实验验证,重建后的3维图形补偿了0.07mm光斑直径距离,取得了与标准值更加接近的实验数据。结果表明,此种算法具有一般性,可有效消除系统误差并提高系统精度。     

激光对光电成像制导的图像干扰效果评估

分析了光电成像制导武器跟踪原理和激光对光电成像制导武器干扰机理,提出了一种激光对光电成像制导武器图像干扰效果的评估系统,系统结构简单,易于实现,可用于评价光电对抗装备对光电成像制导武器的干扰效能.     

激光制导武器有源干扰对抗措施分析

激光制导武器在军事上的广泛应用促使与其相应的激光防御与对抗措施得到很大发展,分为无源干扰和有源干扰两类。通过对激光制导原理和缺陷的分析,介绍了现有的激光有源干扰方式,重点探讨了相应的有源干扰对抗措施的关键技术,对改进与提高激光制导武器的抗干扰性能有一定参考作用。     

电视制导武器的激光软杀伤分析

电视制导武器在精确制导武器中的地位越来越得到提高。为了对抗这种精确制导武器,采用激光作为杀伤源对其进行软杀伤是一种极为实用、高效的对抗手段。本文从电视制导原理出发,介绍了电视制导武器的现状及在战争中的作用与地位。根据制导原理分析了定向激光对其干扰途径及可行性,指出了激光致使其电视跟踪系统的CCD光电探测器饱和及激光是否位于电视跟踪窗的波门内是造成干扰的主要方法。最后提出了采用偏航量作为激光干扰效果的评估指标。并在实验室采用模拟仿真进行评估,效果很好,达到干扰要求。     

目标温度对中波红外定向干扰效果影响研究

除了干扰激光功率,合作目标温度也是影响定向干扰效果的重要因素之一。本文开展了中波激光对中波红外成像制导系统的干扰实验,获取了不同干扰强度下红外导引头对不同温度合作目标的跟踪情况,分析研究了合作目标温度、干扰激光功率等对红外定向干扰效果的影响。结果表明,导引头所攻击目标温度影响对导引头的红外定向干扰效果,合作目标温度越高,其中波红外辐射强度越高,需要的干扰激光强度越高,即需要更高的干扰压制比,才能达到一致的干扰效果;另外,目标温度影响导引头对图像灰度分割门限的计算,从而影响干扰激光对导引头图像的饱和与串扰现象,最终影响对目标的提取和跟踪。     

一种激光半主动制导抗高重频干扰的改进方法

高重频激光干扰是半主动激光制导武器对抗中采用的一种有效的激光有源干扰技术。通过分析激光高重频有源干扰的机理,在已有的激光高重频对抗方法的基础上,针对现有对抗方法中高重频周期难以测量的问题,采用计数波门结合时刻记录方法,测量出多个高重频干扰信号的周期,并建立了激光抗高重频干扰的模型,经过LabVIEW仿真验证,该方法不仅能有效排除高重频干扰信号,同时又不影响制导信号质量。     

激光干扰对CCD成像系统目标检测性能的影响

分析成像系统的工作过程及常用检测算法,针对激光干扰图像的特点,结合背景杂波的量化方法,提出基于目标背景结构相似度与平方和根的图像尺度。该尺度利用结构相似度在成像检测方面以及平方和根尺度在目标局部对比度方面的优点,适用于激光干扰后检测算法性能的评估。激光视场内干扰与视场外干扰的实验显示:激光干扰使得Otsu算法的分割精度受到较大影响;对于相关检测算法,激光干扰会使相关曲面出现较大的波动,增大了虚警概率。研究结果表明:该尺度能够较好地反映激光干扰图像对于CCD成像检测算法性能的影响,初步验证了尺度的有效性。     

烟雾干扰的效果评价方法与测试研究

从干扰效果测试与评估的内涵出发,讨论了烟雾干扰效果评价的方法,提出了烟雾干扰效果的评估准则.对于光电制导系统,根据实施烟雾干扰后制导武器的跟踪回路的信号状态变化造成导弹制导精度、脱靶量或者命中概率所产生的变化,确定干扰是否有效,给出了典型战场气象环境和典型投弹方式下不同透过特性的烟幕对抗激光制导武器的测试结果,得出了烟雾是对抗红外制导武器的有效手段,对烟幕技术的研究具有一定参考价值和借鉴作用.