基于变焦双波段设计的便携式红外目标模拟器

随着红外成像设备在军用和民用领域的大量应用,如何快速一致地判断红外成像设备的技术状态并分析和排除故障变得越来越迫切。提出一种基于变焦双波段的便携式红外目标模拟器,通过高精度黑体(-10～260℃温度可调、精度优于0.01℃)、卡片插拔式靶标、3倍连续变焦双波段投影结构设计来满足红外成像设备中波、长波及不同目标的检测需求。相比于其它模拟器,该模拟器兼顾双波段,提高了设备使用范围;可更换靶标、变焦投影有利于兼顾不同红外成像设备不同距离目标的模拟检测需求。从各项检测试验结果来看,该模拟器达到了预期的目标,满足了实用化的模拟检测需求,解决了成本过高的问题。     

用双波段红外成像技术探测军事目标

美国陆军研究实验室及其合作伙伴目前正在发展双波段红外敏感器及其信号处理技术,以期利用双波段红外敏感器的成像能力来探测军用车辆.双波段红外成像技术的优点是能在存在杂乱回波的情况下探测目标.它能区分目标和诱饵,并能使敌方采取的诸如施放烟雾、进行伪装以及发射照明弹之类的红外对抗措施失效.     

一种双/多波段红外目标融合检测方法

针对双/多波段红外目标检测问题,提出了一种基于自适应加权投票融合准则的红外目标融合检测方法。该方法首先对双/多波段红外传感器进行图像配准,然后对单传感器红外图像进行处理,得到单传感器目标检测结果,最后使用提出的自适应加权投票融合准则,对单传感器目标检测结果进行融合,得到最终判决。实验结果显示,该算法能在较大程度上降低目标检测过程中的不确定性,从而提高了系统的检测性能,同单波段检测结果和其他的融合结果相比,该方法能有效地降低漏警概率和虚警概率;并且该方法易于实现,并在实际工程中得到了应用。     

红外双波段信号处理器对目标和诱饵的识别

通过分析高空背景条件下红外图像中弱小目标与红外诱饵的辐射特性,给出利用双波段特征对小目标与红外诱饵进行识别的方法,通过仿真实验对理论分析进行了验证,建立了相应的基于FPGA和DSP的硬件处理平台,处理器通过并行流水的方式可实时处理256×256个像素的图像,完成红外诱饵识别算法的实时运行,对导弹抗干扰能力有实际意义.     

基于混合融合策略的双波段红外小目标检测方法

双波段红外图像的小目标融合检测是红外自动寻的系统的关键技术和研究热点之一。为了建立有效的融合检测结构,对基于布尔逻辑的融合检测方法进行了分析,并从小目标红外成像原理出发,提出了一种基于与逻辑和局部灰度的混合融合检测算法。首先,分别对单波段的红外图像进行阈值分割;其次,对两个波段的检测结果进行与融合;再次,对与融合之外的目标点进行局部灰度判别,进一步提高检测概率;最后,根据融合结果调节第一步中局部检测器的分割阈值,以优化局部检测器。实验仿真结果表明,该算法有效地提高了双波段红外的检测能力,且算法结构简单、运算速度快,具有较强的实用性。     

空间双波段红外成像仿真及目标特性分析

从普朗克辐射定律出发,充分考虑了点目标的弥散现象、噪声以及探测器的盲元,获得了包含小目标的双波段红外仿真图像。结合红外辐射基本原理,讨论分析了基于双波段红外识别小目标的有效特征,得出目标在中波段和长波段的红外辐照度比值以及目标红外辐照度与探测距离间的关系,可以为小目标识别提供可靠的性能参数。     

双波段红外设备同目标测试方法研究

针对双波段红外探测设备在不同波段的探测要求,利用曳光管的双波段辐射特性,选择无人机加载曳光管作为低空移动光电靶,使同一目标满足了双波段红外设备的双波段测试要求.通过对无人机的航路距离和航向进行统筹设计,使同一个飞行航次满足了作用距离和目标数据精度等多个测试项目的需要.然后对目标航迹的真值精度进行了深入分析,并总结了不同条件下航路、航向以及布站等相关参数的关联和设置方法,为该测试项目的组织与实施提供了充分的技术准备和选择空间.     

基于红外双波段数据融合点目标检测算法的实现

在红外系统中,采用单波段的目标检测,通常不能很好地满足系统要求,考虑到红外系统的双波段探测特性,提出了一种基于双波段的红外点目标检测算法,并进行优化,采用迭代方式,容易得到次优的融合后的探测概率。实验表明,该融合后的检测概率与单波段探测概率相比有较大幅度的提高,并且即使在一个探测器水平退化的情况下,仍能优于单波段的探测器。系统仿真实验显示采用该融合算法有着相当稳健性和较大的应用价值。     

双波段红外图像融合板卡的设计

介绍了双波段红外图像融合的加权算法．描述了双波段红外图像融合板卡的电路组成原理．并进行了仿真实验，证明了该设计的合理性。     

基于红外运动目标分割的夜视融合系统设计

为了提高夜视系统的质量以及目标探测性能, 设计了红外视频运动目标与可见光融合夜视侦察系统。系统在硬件处理平台上实现了基于人眼视觉的红外运动目标分割算法和基于目标特性的加权融合算法, 采用红外运动目标分割电路和融合处理电路互联的结构, 首先利用FPGA为核心的红外目标分割电路提取红外视频中的运动目标, 然后将只有红外运动目标的视频输入后端DSP融合处理电路中进行融合处理, 最后从系统中输出一系列目标形态突出、背景细节清晰的融合序列。实验结果表明: 该系统可以提高夜视融合系统目标探测性能和探测概率, 融合结果的各项评价指标提高了90%以上, 有的评价指标甚至提高了7倍以上, 可以很大程度地降低系统的虚警率。     

便携式红外目标模拟器系统设计

为了满足光电探测设备对不同温度环境下多波段的目标模拟需求,设计了一种便携式红外目标模拟器,选用可切换的黑体光源来进行照明,实现3～5μm和8～14μm的中波红外和长波红外的辐射特性。作为准直系统的平行光管口径为110 mm,考虑到中心遮挡问题,采用离轴反射式光学结构。在装调时利用该结构对300 mm口径的参考平面镜进行测量,测试结果 PV值为0.356λ(λ=632.8 nm),RMS值为0.047λ。采用MSC. Patran进行建模,利用有限元分析方法完成了系统的光机热分析,在-10～50℃工作环境下,由温度变化引起的主次镜面形变化为纳米级别,对中红外波段可实现实时稳定成像,为光电探测设备提供宽波段的多种直接模拟目标。     

基于图像融合的双波段目标跟踪算法研究

针对红外和可见光图像各自的特点以及单一传感器在目标跟踪中的缺陷,提出了基于双波段融合图像的目标跟踪算法。该方法对原始图像进行小波分解后,为了满足目标跟踪的稳定性及实时性,重点考虑目标跟踪时需要的边缘等细节信息,采用对低频系数取零,高频系数基于小波系数绝对值取大的融合方法,然后对融合后的图像采用基于Mean shift算法进行目标跟踪。实验结果表明,此算法可以稳定并且实时跟踪目标,通过对单波段采用相同的跟踪算法进行比较,算法在性能上优于单波段的目标跟踪。     

红外双波段弱小目标温度特征提取模型研究

针对红外目标远距离识别特征微弱且具有很大不确定性的问题,定量研究了目标红外辐射强度提取精度与图像信噪比关系,并基于红外双波段比色测温原理,建立了目标温度特征提取与置信度估计模型。经静态实验验证,在图像信噪比达到6时,目标温度特征估计区间为10 K,特征估计精度为5 K;经外场试验验证,在图像信噪比达到6时,目标温度特征估计区间为20 K,特征估计精度为10 K。     

双波段红外图像的对比度增强融合

为了抑制在处理双波段红外图像融合时低对比度图像细节信息丢失导致漏警的问题,在基于WLS边缘保持平滑的基础上,提出了一种多尺度对比度增强的融合算法。通过边缘保持平滑,提取不同尺度的细节分量,从而实现对比度在不同空间频率上的增强;为了进一步消除图像光晕现象,采用非下采样方向滤波,使多分辨率变换同时具有方向性。实验结果表明,本算法能够使融合图像包含输入图像更多的互补信息,图像细节更加清晰,较大地提高了红外弱小目标的对比度。Abstract：关键词：Key words：     

红外动态场景目标模拟器系统设计

红外动态目标模拟器系统是红外制导武器半实物仿真系统中的核心设备,具有重大的军事和经济意义.以某空地导弹成像导引头半实物仿真系统为应用对象,采用微反射镜阵列(DMD)为核心器件,设计开发了基于DMD的大场景红外动态目标模拟器系统.针对模拟器系统的分辨率、对比度、最小可分辨温差、灰度等级等关键技术指标,对DMD芯片的信号解...     

一种红外目标模拟器的大气传输校准方法研究

红外辐射在大气中传输会在大气分子、气溶胶粒子的吸收和散射以及大气自身辐射的影响下发生变化,导致红外辐射测量精度的降低。为消除大气在红外目标模拟器校准中的影响,在基于恒定标准源的宽动态红外辐射测量方法的基础上,提出了一种红外目标模拟器的大气传输校准方法。在水平均匀大气近距离的红外目标模拟器校准中,利用卷积神经网络的数据分析能力建立了不同波段、不同温度、不同距离下的大气透过率和大气程辐射的动态模型,将探测器输出电压作为基于编码器-解码器结构的卷积神经网络的输入,按照训练流程对网络进行训练,在实验环境下预测了大气传输对红外辐射的影响。所建模型能够反映大气透过率和大气程辐射的动态变化规律,并通过红外辐射反演对提出的方法进行了验证。实验结果表明：基于编码器-解码器结构的卷积神经网络算法能够较好地预测大气透过率和大气程辐射,在三个波段下的平均误差为3.078 3%、3.818 6%、5.345 2%,低于传统方法,降低了大气透过率和大气程辐射的影响,从而减小了红外辐射的测量误差,提高了校准精度。     

基于棱镜的红外目标模拟器光学系统研究

针对某型装备测试仿真用中波红外目标模拟器,研制配套透过率高、空间均匀性好、结构紧凑的高性能红外光学系统,以满足模拟器总体设计指标和具体使用需求。根据DMD核心器件红外光调制工作原理,采用了基于TIR(全内反射)棱镜的中继光学子系统,从DMD转动夹角的限制出发,利用光学全反射定理,采用最小的角度空间设计,用一对光学棱镜使照明系统入射的光线与DMD反射的光线分开,在折衍混合式红外成像光学子系统设计匹配下,该光路系统相比反射式光路镜组结构紧凑,相比透射式棱镜方式能量透过率高。在经过光路设计仿真验证的基础上,开展了光学机械设计和研制加工及测试,最终红外光学镜组成功应用到红外目标模拟器研制中,满足了模拟器总体指标体系要求和使用需求,取得了良好效果。     

基于FPGA的脉冲压缩雷达目标模拟器设计

目标模拟器在雷达的研制生产过程中具有重要的意义,不仅能加快项目开发进度,还能降低研制和实验费用。介绍的模拟器主要是针对脉冲压缩雷达而设计,该模拟器通过对雷达回波中频信号模拟,利用FPGA技术实现,具有设计简单、使用方便、成本低等特点。首先根据系统要求建立了二相码脉冲压缩雷达目标回波信号的数学模型,利用辛克函数模拟雷达天线扫描状态;然后给出了基于FPGA的设计解决方案以及主要模块的实现方法;最后给出了设计可行的结论,同时指出了今后将改进的地方。