微波增强红外成像地下目标探测技术

在分析已有的几种地下目标探测技术特点的基础上,重点介绍了微波增强红外成像探测技术,分析了其技术特点和基本工作原理,讨论了其中关键技术,概述了其目前的发展状况,讨论了该技术未来的研究重点.     

地下目标探测的LFMCW RD成像方法分析

在地下目标探测过程中,由于地下介质与空气的介电特性不一致,发射信号的传播速度和传播路径会发生改变,传播速度不再保持恒定,传播路径也不再是沿直线传播。由于采用连续波体制,此时传统的回波信号模型和成像处理方法都不再适用。根据地下目标成像的特点,针对线性调频连续波体制探地雷达,给出了地下目标成像的接收回波模型,并以此为基础,建立了以分层成像处理为基础的RD成像处理方法,并通过仿真进行了验证。     

激光主动探测空间目标的成像仿真

成像仿真可为地基激光主动成像探测系统的优化设计提供参考,为图像处理和空间目标识别算法开发奠定数据基础.介绍了国外成像仿真系统的功能和应用情况,在具体分析激光主动探测空间目标成像仿真原理的基础上,按照目标三维建模、目标散射特性分析、成像仿真及场景可视化四个方面,提出了自己的激光主动探测空间目标的成像仿真思路和方法.     

空间目标天基成像探测信噪比分析

基于光散射理论和轨道动力学,引入区域分解、网格划分和矢量坐标变换的思想,利用双向反射分布函数建立了空间目标等效星等的数学模型。结合空间目标天基成像探测的噪声来源建立了空间目标探测信噪比的数学模型。以空间目标天基红外系统为例,根据目标的结构特性、材料特性、背景特性、轨道特性及探测器的轨道特性、性能参数等,计算了目标等效星等和目标探测信噪比随时间的变化关系。结果表明,目标等效星等在观测时间内存在约3个星等的差别,导致目标探测信噪比在观测过程中也随之变化。仿真结果验证了建模方法的正确性,实现了空间目标天基成像探测信噪比的动态分析。     

半无限大空间中无耗二维电磁目标的微波成像新方法

本文提出利用模拟得到的时域散射信息对埋于半无限大空间中的无耗二维电磁目标进行微波成像的新方法时域变分迭代法(time-domain variational iterative method,TVIM)。这是一种基于电磁体等效原理、变分原理和傅立叶变换的迭代方法,每次迭代各计算正问题和逆问题一次,正问题采用时域有限差分(finite-difference time-domain)方法处理。列举了一些典型的数值反演实例,并与有关文献结果作了比较,考察了TVIM的收敛性能、反演复杂目标能力、抗随机噪声等反演性能,并从理论上简要分析了形成TVIM良好反演性能的原因。     

天基空间目标场景成像仿真研究

针对数字化装备构建需求,以天基数字成像系统为研究对象,提出成像链路数理模型构建方法。建立相机、目标光学观测可见性模型和目标几何与光学特性模型,并通过路径追踪全局光照算法及光线重要性采样方法构建成像辐射传输模型,经过光电能量转换及成像调制模型输出空间目标数字成像结果。基于成像平台和空间目标的轨道参数,对比 Satellite tool kit (STK) 二体轨道模型15 d内的可见性仿真结果,验证了提出的可见性模型的正确性。在时间间隔3 s,距离70~200 km的条件下,对姿态对地定向目标进行成像仿真,结果表明,该成像链路数理模型可以有效生成在满足轨道监测条件下的目标序列图像,同时文中模型对天基装备数字系统建设也具有一定参考价值。     

空间目标激光雷达成像仿真技术

为了使空间目标激光雷达成像仿真尽量反应实际在轨探测状态,提出了一种适用于复杂空间目标的在轨激光雷达成像仿真流程,并强调了面积法在复杂目标成像可见判断方面的适用性。首先,阐述了空间目标激光雷达成像仿真的理论模型。然后,以空间目标上某一舱段为例,进行在轨激光雷达成像建模与仿真。结果证明：所提出的空间目标激光雷达成像仿真方法对实现空间非合作相对导航算法研究具有重要意义。     

利用空间散射模型进行水声目标成像的研究

以水声运动目标成像与信号分析为背景,提出了该情况的空间散射模型,并利用此模型对成像声呐接收的回波信号进行了仿真.对仿真信号的分析,说明了该空间散射模型的正确性.以空间散射模型以及仿真回波信号为基础,对球体目标进行了三维成像,并分析了成像的性能.具体的成像过程利用FFT波束形成算法.分析结果说明了水声运动目标体积、距离等因素的影响情况,特别强调了目标运动所造成的影响.这为成像回波信号研究和成像声呐研制提供了理论工具和仿真手段.     

逆合成孔径激光雷达空间目标成像研究

空间目标的运动模式综合了直线飞行和绕轴旋转两种运动,逆合成孔径激光雷达对其成像时要进行直线运动补偿。补偿过程中使用的目标飞行速度,可以由外差接收模式测得。这种方法不仅准确、快速,而且比过去使用的速度估计法精度更高。阐述了对空间目标外差测速、运动补偿、重构成像的原理,并使用MATLAB分别对外差测速法和速度估计法的成像效果进行了仿真和对比,证实了外差测速法具有成像分辨率高、信息处理量小、运算速度快等优势。     

一种基于随机码本的运动目标检测算法

针对传统码本算法模型建立时间过长、更新效果 差等问题,将视觉背景提取(ViBe)算法中模型建 立和更新的 思想用于改进码本算法,提出了一种基于随机码本(RCB)的运动目标检测算法。为减少计算 量,提出了一种基于 YUV空间的码本模型;为减少背景建模时间、提高模型的洁净度 ,提出了随机选取第1帧图像空间领域内 像素点的码本训练方法;为提高背景模型对复杂场景的适应能力,提出了基于随机策略的码 本更新方式。 与典型算法进行了两组实验。结果表明,本文算法兼有二者的优点,不仅能迅速适应场 景的转换,而 且在检测精度、动态适应能力和实时性等方面都有较大提高。     

基于ARM11的视频图像中运动物体检测跟踪系统

通过深入研究国内外视频图像运动目标的跟踪技术现状,基于目前对视频图像中运动物体进行检测与跟踪设备的便携性差、耗电量高等缺点,本系统利用ARM11平台搭载Linux系统实现相关应用的方法 ,完成了一套较完整的小型化检测系统的设计。本系统通过对实验室中走动的人进行视频检测跟踪试验,最终得出本系统可以对通过USBCAM采集的视频信号进行实时的数据处理,视频分辨率为240×320。包括检测出运动物体,标记出运动物体的图形中点,并对其进行轨迹的标注等。     

星载光电成像系统对空间点目标成像的弥散与拖尾特性研究

星载光电成像系统对空间点目标成像进行探测、识别时,由于受到系统衍射、像差及系统与目标相对运动等因素的影响,点目标成像会产生弥散与拖尾现象。以空间目标可见光反射特性和系统点扩散理论为基础,建立了目标成像弥散的数学物理模型,对系统的衍射、像差造成点目标成像弥散进行了理论分析与数值模拟研究;分析了系统与目标的相对运动关系,推导了单帧积分时间内目标在像平面上拖尾长度的表达式,定量研究了轨道高度、观测角等对拖尾长度的影响。结果表明,像差使目标成像的弥散程度增大,像斑中心强度下降;在成像系统参数及其轨道高度一定的条件下,目标的拖尾长度随着目标轨道高度的降低、观测角的增大而增大。     

Imaging and MTI processing based on dual-frequencies dual-apertures spaceborne SAR

Based on dual-frequencies dual-apertures spaceborne SAR (Synthetic Aperture Radar), a new SAR system with four receiving channels and two operation modes is presented in this paper. SAR imaging and Moving Target Indication (MTI) are studied in this system. High resolution imaging with wide swath is implemented by the Mode I, and MTI is completed by the Mode II. High azimuth resolution is achieved by the Displaced Phase Center (DPC) multibeam technique. And the Coherent Accumulation (CA) method, which combines dual channels data of different carrier frequency, is used to enhance the range resolution. For the data of different carrier frequency, the two aperture interferometric processing is executed to implement clutter cancellation, respectively. And the couple of clutter suppressed data are employed to implement Dual Carrier Frequency Conjugate Processing (DCFCP), then both slow and fast moving targets detection can be completed, followed by moving target imaging. The simulation results show the validity of the signal processing method of this new SAR system.     

空间目标逆合成孔径成像实验研究

逆合成孔径雷达(ISAR),由于其良好的空间分辨能力,非常适合于空间目标的探测研究。它通过采用宽带信号来获得高距离分辨能力,通过对目标不同方向上接收回波进行相干处理来获得精细的横向距离(方位)分辨能力。这种雷达得到的高分辨二维图像提供了更好的目标特征探测性能。文中给出了一种用于空间目标逆合成孔径成像的实验研究。     

基于局部熵的红外图像小目标检测

文中采用红外图像的局部熵变化为检测准则,确定红外图像小目标位置,对较大的红外图像目标,局部熵突变发生在目标边缘,用本方法也可确定目标边缘。文章给出了算法的实现过程,最后,用海上红外小目标真实图像进行了实验,得到了满意的结果。     

一种改进的Camshift目标跟踪方法

为了解决单特征在目标跟踪中无法准确描述目标的问题,提出了一种多特征融合的实时目标跟踪方法。该方法将角点特征、轮廓特征融入传统的Camshift算法中,结合原有的颜色特征对目标进行描述。解决了传统算法易受同色物体干扰,抗遮挡性能差等问题。实验结果表明,该方法能够实现对目标的实时跟踪,当目标遮挡的时间较短时能够很好地识别目标,具有较高的鲁棒性。     

红外热成像报警方法研究

根据红外热图像的特点，提出了两类成像报警信号的产生方法。一种是过热区的探测报警，另一类是运动目标的探测报警。该方法考虑了红外热图像的空间、时间相关性以及干扰的随机性、不相关性，因而降低了误报率。与其它方法相比，文中所提出的方法算法简单，易于硬件实现，抗干扰能力强，实时性好。     

基于红外偏振成像的目标检测技术

红外偏振成像技术是利用物体偏振度上的差异来对复杂背景下的目标进行探测的。在战场上,由于人造物体和自然景物在偏振度上存在差异,红外偏振成像技术能够提高人们对自然景物及伪装的辨别能力。首先介绍了偏振成像理论及其系统的结构组成,然后对基于偏振图像处理的目标特征提取过程进行了分析,并对偏振图像像质评价方法以及图像融合、分割和特征提取方法进行了研究。最后给出了国外基于偏振成像目标检测技术的应用研究情况,并指出了该技术在军事领域中的应用价值。