终端红外图像制导信息处理技术研究

弹道终端目标图像充满视场时的跟踪点选择和继续跟踪能力是第四代先进空空导弹必须具备的性能.文中分析了弹道终端导引头图像跟踪过程,建立了图像探测器投影成像模型,研究了红外成像制导型空空导弹弹道终端目标图像的变化规律、弹目距离和相对速度对目标图像变化情况的影响及中段形心跟踪模式与末端局部图像跟踪模式的转换时机,提出了一种有利于减小成像导引头跟踪盲区、提高起爆控制精度的局部图像跟踪算法,该算法通过对机头部位的识别来确定局部图像跟踪点,并估算目标易损部位,从而为实现最优起爆控制奠定了基础.最后,对文中提出的算法用实际红外图像进行了仿真,其结果表明该算法是可行和有效的.     

红外成像导引头弹道终端跟踪能力研究

分析了弹道终端红外成像导引头跟踪盲区形成的原因,提出了采用局部图像跟踪算法减小跟踪盲区的思想,讨论了飞机目标局部图像跟踪部位的选取原则.通过分析弹目平行交会模型,对影响弹道终端导引头跟踪能力的诸要素进行了定量研究,并结合某型红外成像导引头的技术参数,对其终端跟踪能力进行了计算,计算结果表明,导引头的最大跟踪角速度、导引头图像探测器的帧频、弹目相对速度是影响导引头终端跟踪能力的主要因素.最后,提出了提高图像导引头弹道终端跟踪能力的几点措施.     

红外成象型空空导弹目标识别与跟踪算法研究

根据红外成象制导型空空导弹图象传感器在目标识别与跟踪过程中获得的图象序列的特点。提出了一种基于红外图像序列的弹道终端红外图象跟踪时的跟踪算法．实现了目标特征点的自动识别与跟踪。文中以最大距离法对目标图象进行分割．以机头部位为局部图象跟踪时的跟踪部位，分析了导引头投影成象模型以及弹目距离、相对速度对目标图象变化情况的影响．研究了中段形心跟踪模式与末端局部图象跟踪模式的转换时机．定义了确定目标充满视场程度以及阻塞视场与否的两个判据。最后，以实测的飞机红外图象对文中提出的算法进行了仿真，结果表明本文的算法是可行和有效的。     

图像末制导导弹寻的仿真分析

建立了图像末制导导弹攻击地面机动目标过程的仿真模型,研究了机动目标在导引头焦平面上的红外图像的运动特性和图像特征,分析了成像导引头性能参数对目标图像特性的影响,可为导引头总体设计和红外目标图像处理算法设计提供参考。     

飞机目标红外图像序列双阈值分割方法

针对飞机目标红外图像序列,提出了一种新型双阈值分割方法.它依据实测飞机目标红外图像序列的统计特性,以及目标在上一帧图像中所占比例,确定当前帧图像中两个阈值的取值范围;再利用最大熵准则和遗传算法搜索最佳双阈值.仿真结果表明,这种方法能够实时地分割出飞机目标和作为目标特征点的尾喷管,可用于工作在成像目标跟踪阶段的红外成像制导、红外型自动目标识别(ATR)系统.     

基于Vega的红外成像制导仿真技术研究

描述了利用Vega进行红外成像制导仿真的方法,并针对该方法在红外成像制导仿真过程中的几个关键技术进行了讨论.为了实时仿真的需要,介绍了在场景建模中建立大面积地形模型的方法;利用建立不同细节度目标模型的方法,满足了红外导引头对目标进行探测、识别和辨识的视觉仿真效果;利用重新定义本地观察坐标系的方法,使得屏幕显示与导引头视场图像相一致.考虑到目前国内在红外成像制导仿真方面的研究较少,本课题结合Vega软件进行了仿真,得出了仿真结果.从仿真结果看,该方法取得了较为理想的仿真效果.     

红外导引头成像跟踪阶段的反演变结构制导规律设计

在拦截弹红外导引头成像图像跟踪阶段,当拦截弹距离目标很近时,动态特性对制导精度有着至关重要的影响,针对这种情况,文中充分考虑了弹道拦截弹助推段拦截对拦截弹末段控制制导的要求,结合复合控制系统简化模型,提出了一种使得视线角速率在有限时间内收敛的反演变结构制导规律,此制导方法实现了拦截弹的零脱靶量,最后仿真结果验证了所设计制导方法的有效性。     

应用Vega模块的红外成像系统仿真建模方法

利用计算机仿真生成逼真、实时的红外导引头视场图像对于红外成像制导仿真具有重要的应用价值.根据红外成像理论和仿真建模特点,列举了以飞机为目标的实时图像生成系统中仿真建模的关键技术;从目标3D建模、飞机尾焰建模、目标和背景辐射建模和大气传输等几个方面阐述了红外成像建模的特点和需求;提出了应用Vega软件专用模块进行红外辐射特性建模的方法;最后给出了利用Sensor Vision模块生成红外图像的过程.目前,该方法已成功运用于某型红外目标模拟器的设计中.     

红外图像末制导炸弹全弹道捕获区域快速解算方法

为实现红外图像末制导炸弹全弹道捕获区域的快速计算,通过分析导引头的瞬时捕获域条件,以导引头中轴线为中心,利用坐标变换建立了红外图像末制导炸弹的瞬时捕获域模型; 给出了不同视场角的瞬时捕获域形状,在此基础上提出了红外图像末制导炸弹的全弹道捕获区域快速计算方法。分析了全弹道捕获域的过程,假设炸弹飞行过程中弹道倾角不变,分别给出了采用平台型导引头和捷联型导引头的红外图像末制导炸弹全弹道捕获区域的快速计算方法。分别对采用追踪制导律和大落角制导律的某型红外图像制导炸弹的全弹道捕获区域进行了仿真分析,结果表明,提出的快速计算全弹道捕获区域与仿真结果误差较小,可用于红外图像末制导炸弹全弹道捕获区域的快速计算。     

红外成像制导导弹导引头仿真方法研究

红外成像导引头的成像仿真,对于红外成像制导导弹的测试评估具有重要意义.本文探讨了红外成像制导导弹作战环境的图像仿真中各要素的仿真方法,并给出了一种运用OpenGL编程实现三维动画仿真的具体方案.     

面源红外干扰技术浅析

介绍了红外成像制导的原理及特点,对于点源型红外干扰不能对抗红外成像制导的原因作了简要说明;浅析了面源型红外干扰是对抗红外成像制导的一种有效的干扰手段。     

主动导引头二维成像寻的制导技术

针对主动雷达导引头在强杂波背景下的目标检测和识别问题,提出了将多普勒波束锐化(DBS)二维成像和单脉冲前视跟踪进行复合完成全程末制导的寻的制导技术.在末制导初始阶段,在利用DBS所成二维图像进行检测和识别的同时,根据目标的距离和多普勒序列估计弹目相对位置以提供制导信息,实现了成像过程中的寻的制导;在确认打击的目标后,转入单脉冲前视跟踪.典型场景仿真结果表明:二维成像和单脉冲前视跟踪的复合末制导可以在引入DBS实现对目标的有效选择的同时,不额外增加对导弹制导控制系统的要求.     

雷达/红外复合导引头信息融合技术研究

多模复合寻的制导技术已成为精确制导武器的发展方向,采用雷达/红外双模制导模式,可有效提高制导系统的精度。多传感器数据融合技术是双(多)模寻的制导的关键技术之一。对雷达/红外复合导引头数据融合研究现状进行了讨论,包括目标跟踪融合的关联和估计、数据对准、航迹关联、航迹融合、目标识别;并讨论了这些算法的基本原理、相关技术及方法、存在的问题和研究方向。     

基于图像处理的红外成像设备畸变检测方法

红外制导导弹导引头、无人机光电载荷的核心部件是红外成像设备,红外成像设备能否正常工作决定了导弹和无人机的工作效能;为了避免红外导弹、无人机光电载荷带着故障上天,需要在这些装备上天之前检测红外成像设备是否工作正常,提出基于图像处理的图像畸变检测方法,作为判断红外成像设备工作正常与否的依据;以标准红外成像设备所成图像为标准图像,利用数字图像处理的边缘检测方法得出图像的面积和周长,根据面积和周长得出图像的复杂性参数值;在测试条件不变的情况下,根据罗曼诺夫斯基准则,利用正常设备捕获的图像作为样本,计算分析样本图像的面积和周长,求出图像复杂性参数值,得出红外成像系统测试的评价参数和评价准则,根据评价参数和评价准则判断被测试设备是否存在畸变。     

攻击地面群目标的空地导弹雷达与红外复合制导方法

单一雷达制导的空地导弹在攻击地面群目标时,往往因为末制导阶段雷达导引头不能锁定单一目标而导致攻击失败。针对该问题,提出一种雷达与红外复合制导方法。建立四波束天线雷达导引头模型和六辐射计红外导引头模型,设计一套包含雷达单独制导、雷达与红外共同制导和红外单独制导3个阶段的雷达与红外复合制导方案,实现空地导弹对地面群目标攻击过程的仿真。以导引头误差角、导弹过载以及脱靶量为指标,对比分析单一雷达制导模式和复合制导模式下的攻击效果。仿真结果表明,在目标数量较多的情况下,相对于单一制导模式,复合制导模式下的导弹过载更稳定,命中率更高。     

四元红外导引头仿真信号源的实现

针对四元红外导引头半实物仿真任务的需要,提出基于“直接信号注入”的动态红外场景生成技术。通过仿真模型计算获得具有目标运动、干扰弹投放及复杂的天空、地物背景组成的动态红外场景信号,直接注入导引头电子舱,来检验和调试导引头各种跟踪与抗干扰算法,而不再需要由黑体、转台及复杂的光学系统组成的目标模拟器。重点讨论基于四元导引头工作原理的红外场景仿真信号的开发,红外场景的建模,并给出实际的工程实现方案。