光电探测靶探测性能分析

针对传统野外使用的光电探测靶存在高空测量时靶面小、探测灵敏度低等不足,结合探测靶的工作特点并根据光度学理论,分析光电探测靶的光学设计参数对探测性能的影响;选用阵列光电探测器为探测靶的光电接收器件,采用离焦技术,消除阵列光电探测器存在的探测盲区,分析采用矩形光阑方案,削弱背景光大幅度变化引起的自激现象,提高与稳定光电探测靶的探测性能。     

大靶面光电探测靶光源研究与设计

为了满足光电探测靶在室内大靶面测量的需要,提出了采用特定波长发光二极管设计符合要求的线光源.根据光电探测靶光电探测特点,分析了影响探测灵敏度的因素与光电探测接收器的光谱特性,提出了采用波长为680 nm的红外发光二极管设计的大靶面线光源;分析了探测幕厚与弹丸弹长、探测器输出信号的关系;根据发光管的辐射光能、输出亮度及参数设计了线光源,并分析了光源设计原理.通过实验证明,所设计的线光源满足要求,提高了光电探测靶探测灵敏度,探测距离高达2 000倍弹径,作用视场约800,且光源功耗小,工作稳定.     

探测光幕中的高速弹丸红外辐射特性分析

为了解决光电探测靶在低照度或夜间条件下不能工作的问题,提出采用红外探测技术设计其探测光学系统,改善其探测性能。根据热辐射原理,及弹丸在高速运动中与外界热交换特点,采用节点网络法,建立弹丸表面热辐射计算方程,并分析高速弹丸在探测光幕的红外辐射特性;利用微分元法,求解弹丸在光幕产生的红外辐射亮度;通过探测光学系统,建立红外探测器的输出光信号量与弹丸在光幕的辐射通量关系;结合弹丸长度与作用距离,分析高速运动弹丸作用在不同幕厚的信号变化,以及不同速度、不同直径弹丸作用在光幕的红外辐射。     

天幕靶探测灵敏度与捕获率研究

针对天幕靶探测弹丸的可靠性问题,介绍了一种分析与计算天幕靶探测灵敏度和捕获率的方法。根据天幕靶的工作原理,从探测光幕的幕厚、弹丸长度和光电探测器等方面分析了其光学探测性能;研究了弹丸尺寸、光学镜头参数和探测灵敏度与捕获率的关系,给出它们之间的计算方法。将弹丸在光电探测器感光面上的成像光斑分解为多个单元面积,计算了弹丸穿越光幕过程中探测电路输出的信号;根据瞬间输出信号与背景噪声信号相比较来判断弹丸的存在,并分析了天幕靶的捕获率和影响因素。在大于500 lx的光照度下,按照公式计算了天幕靶探测灵敏度与捕获率,结果表明:当弹丸长度大于光幕幕厚时,天幕靶捕获率为100%;当弹丸长度小于光幕幕厚时,在极端探测距离条件下,捕获率明显降低。     

光电靶的设计与改进

为了测量枪、炮子弹的速度,提出一种基于光电转换的原理光电靶的设计方法。当光电靶工作时,火光或是环境光会影响光电靶产生误触发信号或是不能捕捉住弹丸过靶信号,影响了测试的准确度和灵敏度。采用新型的大面积激光光幕技术设计了光电补偿电路,将其干扰光引起的变化的光电流信号补偿掉,分析其原理,并用实验方法验证了设计的正确性。最后实弹测试其系统的有效性与实用性。结果表明,新型的补偿电路测速系统能够有效地抑制干扰光的影响。     

天幕靶探测高速弹丸信息识别检测研究

针对飞行弹丸穿越天幕靶光幕的目标信息识别与提取问题,提出小波分析法检测与识别弹丸信息。将天幕靶探测电路输出的目标信号归结为一个两类判别的模型,利用小波Fisher判别法,构造信号的特征向量,研究弹丸作用于光幕的弹丸信号识别;根据小波模极大值理论,寻找弹丸信号的奇异点,按照信号变化的奇异点,推算出弹丸作用光幕瞬间的起始时刻。根据天幕靶测速原理,该检测与提取方法可以提高系统测速精度。     

大靶面探测光幕灵敏度分析与修正

为了解决室内10 m10 m大靶面探测光幕灵敏度分布不均匀的问题,研究了镜头光幕探测传感器灵敏度分布规律。依据镜头式光度学理论,分析了影响光幕探测灵敏度的主要因素,建立探测灵敏度数学模型,获得幕面内不同位置的弹丸过幕信号幅值变化趋势。最终提出了灵敏度修正方案,通过改变光幕靶不同位置光源的发光亮度,来实现探测幕面内灵敏度分布均匀化。修正后的探测光幕采用气枪弹验证可知,灵敏度能满足大靶面灵敏度均匀化要求。     

基于光网靶的弹丸速度精确测量系统

设计开发了一套基于光网靶的高精度弹丸速度测试系统。系统采用3站式设计,可以测量出弹丸飞行速度的变化。信号处理单元采用了最新的CPLD模块,集信号放大、脉冲触发、触发计时和脉冲合成于一体。系统有效测试截面为100mm×100mm,设计测速范围50~4000m/s,测量误差小于0.1％,可以对直径15~100mm的弹丸速度进行测量。利用该系统成功测量了电磁轨道炮发射的弹丸速度。     

红外光幕靶信号采集与调理电路设计

针对PDF文件的特点,应用pdfbox开源库对PDF文件进行解析,去除PDF文件的文件头、交叉引用表以及文件尾等额外的文档描述信息得到目标信息.在研究不确定性理论的基础上,确定初始证据各种特征的可信度计算方法,通过推理网络及证据理论的推理算法,得到各个证据的可信度,最后比较各个证据可信度,对论文元数据进行抽取.实验表明,各类元数据的查全率都在87%以上,查准率都在92%以上,与常用的正则表达式方法相比准确率提高了10%以上,大幅提高了工作效率.     

红外光幕靶信号采集与调理电路设计

针对PDF文件的特点,应用pdfbox开源库对PDF文件进行解析,去除PDF文件的文件头、交叉引用表以及文件尾等额外的文档描述信息得到目标信息。在研究不确定性理论的基础上,确定初始证据各种特征的可信度计算方法．通过推理网络及证据理论的推理算法,得到各个证据的可信度,最后比较各个证据可信度,对论文元数据进行抽取。实验表明,各类元数据的查全率都在87％以上,查准率都在92％以上,与常用的正则表达式方法相比准确率提高了10％以上,大幅提高了工作效率。     

光电靶抗干扰性能的优化设计

火光或环境光会使光电靶产生误触发信号或是不能捕捉住弹丸的过靶信号,影响测试的准确度和灵敏度.提出光电靶的总体设计方案,激光器功率的选择的推导过程以及光电补偿电路设计.实验采用650nm波长的PIN光电二极管发出激光形成大面积光幕,经过遮光罩、干涉滤光片等光学器件和特殊的光电转换电路组成的光电靶测速系统测试弹丸的创伤性.在实验室对新型的光电靶系统用投掷实物进行模拟仿真,最后通过实弹测试结果表明采用抗干扰措施组成的光电靶测速系统能有效地抑制环境光和火光的干扰.     

弹丸目标红外图像的阈值分割算法研究

针对红外弹丸目标图像的特点,在分析比较了几种传统的基于直方图阈值分割算法的基础上,探讨了提高该类算法实时性的途径。结合弹丸目标体积固定的特点,提出了一种基于p率直方图的快速算法。在分割效果上提高了对弹丸目标提取的准确性,在运行时间上与传统直方图阈值分割算法相比平均降低了30%以上。在Matlab环境下进行了仿真,验证了算法的有效性和实时性。     

数据关联算法在光电探测系统中的应用

由于光电探测系统采用被动的红外探测方式,当系统处在工作状态时,视场中地面背景下与周围环境温差较大的红外热源均有可能被光电探测系统当作目标检出。针对这一问题,研究了几种常用的数据关联方法,针对杂波问题建立数学模型,采用联合概率数据关联算法进行仿真。仿真结果表明,该算法能有效排除闪烁杂波,很好地解决地面红外热源的干扰问题。     

光电轴角编码器误差检测技术的发展动态

介绍了光电轴角编码器的种类、原理及其性能衡量指标。对国内外光电编码器误差检测技术进行了统计和比较。针对国内误差检测技术的发展现状,阐述了误差检测技术的未来发展趋势。     

低信噪比下基于收敛映射Hough变换的激光目标检测算法研究

分析了经典Hough变换(HT)在参数空间映射方法存在无效映射及批处理投票缺乏实时性等问题, 提出了依据空中目标速度约束条件选取样本进行收敛映射和在线投票的改进HT检测算法。仿真实验结果表明, 改进目标航迹检测算法在信噪比(SNR)大于0.8 dB时都具有较好的效果, 算法目标捕获时间因信噪比不同而不同。信噪比大时可以迅速捕获目标, 信噪比低时则以时间换取检测概率。     

改进型ViBe算法在运动目标检测中的应用

作为计算机视觉领域的热门方向之一,运动目标检测具有很高的理论研究价值和很广的实际应用空间。传统视觉背景提取器(Visual Background Extractor, ViBe)目标检测算法实时性高且内存消耗低,但存在受光照影响大、不能有效抑制拖影区域、无法消除阴影以及检测图像内部空洞等问题。鉴于以上不足,提出3点针对性改进策略：(1)优化算法核心参数。筛选最优值来替换以往经验值,从而提高算法性能,增强算法适应性。(2)引入光强检测算子。阈值半径随光强变化自适应,避免因光照变化而出现拖影区域。(3)增加阴影检测模型。利用感兴趣区域(Region of Interest, ROI)像素分布确定阴影位置,结合运动目标自身特性分割出目标区与阴影区。仿真实验结果证明：改进型ViBe算法不仅能够完整地检测、抓取运动目标,而且还可以有效地抑制拖影区域并消除目标阴影。     

基于雷达高度表信号的低空目标检测技术

针对低空目标突袭的威胁,根据低空目标普遍携带雷达高度表的特征,提出了基于雷达高度表信号探测的低空目标检测技术。针对海面飞行环境,根据双基地雷达的原理,对海面雷达散射信号进行了理论计算,从功率角度对低空目标检测可行性进行了分析,并给出了将侦察系统升空探测低空目标所携雷达高度表信号的方法,达到了对低空突防目标预警探测的要求。     

系留气球载雷达系统目标探测技术

气球载雷达由于升到空中观测目标,目标回波与杂波共存,使目标检测的难度加大,因此强杂波背景下的目标检测技术是气球载雷达系统的关键。提出使用高增益低副瓣天线、强杂波信号处理和滤波技术来使目标观测画面清晰、目标跟踪稳定,并分析了未来系留气球载雷达系统目标检测技术需求。     

末制导炮弹目标敏感技术及器件分析

根据末制导炮弹目标敏感技术和器件的发展历程及趋势，具体分析了激光制导、红外制导、毫米波制导、双模及多模导引的技术本质、所用器件及发展方向，并对我军末制导炮弹的发展提出了一些建议。