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.     

基于成像过程的航空相机成像仿真系统

航空相机成像仿真是改进相机设计、系统性能优化需要解决的重要问题。阐述了航空相机的成像过程,建立了成像过程模型,包括目标生成模型、大气传输模型、航空相机模型、成像平台模型,最后构建了航空相机成像仿真系统的结构体系,提出了系统的仿真方案。根据实际的任务需求,利用编制的仿真软件确定相机的参数,实践表明该系统对相机初始设计阶段的参数选择和综合性能评价有一定的参考意义。     

雷达与红外成像双模联合目标识别研究

针对雷达与红外成像观测空间不一致的问题,提出了雷达与红外成像双模联合目标识别的问题;同时,提出了利用两种独立的传感器信息的互补性,来构造特征向量的联合空间向量空间法,通过对应的自适应信息融合系统进行目标识别.     

弹道导弹红外成像制导的关键技术

简要叙述了弹道导弹对红外成像制导的需求，重点阐述了弹道导弹应用红外成像制导需要解决的关键技术，如总体技术研究、红外窗口材料研究、目标特性研究、自动目标识别算法研究等，并给出了发展弹道导弹红外成像制导的看法和建议。     

目标在复杂背景中的红外成像特性研究

结合对目标的红外成像特性研究,重点分析了地面杂散背景的辐射和散射特征、军用飞机的红外辐射特性,最后阐述了在复杂背景条件下防空导弹对目标的红外成像寻的制导原理。     

热成像系统中的视在温差研究

温度的差异是决定目标红外图像特征的一个重要因素,热成像系统的主要性能参数也都与温差有着直接的关系,红外伪装效能评估也与温差密切相关。研究热成像中的温差问题对研究目标的红外图像特征、热像仪的实际性能和红外对抗等都有着重要的意义。讨论了大气衰减对辐射温差的影响;通过引入等效环境辐射温度的概念,分析了热成像的原理;得到了热成像中视在温度表达式;推导出了热成像中视在温差的理论计算公式。结果表明热像仪上的视在温差,不仅与目标本身温度和发射率有关,还和目标与背景(或目标不同部位)的温差和发射率差、大气透过率、等效环境辐射温度以及探测器有关。     

红外成像制导末端局部图像识别跟踪研究

针对红外成像制导末端目标图像充满导引头视场影响目标识别跟踪的问题,提出一种红外成像制导末端局部图像识别跟踪的方法。分析了红外成像制导原理;选取了高亮区比例、灰度标准偏差、长宽比、紧凑度和复杂度等5个特征量作为特征提取和目标识别的依据,提出适合导弹的目标快速识别算法;通过计算红外成像制导末端目标图像,在导引头焦平面上的投影面积的变化情况,分析了弹目距离与相对速度对目标图像变化情况的影响,研究了形心跟踪到局部图像跟踪的转换时机。综合考虑了可靠性和实时性要求,选取飞机机头作为局部图形跟踪的跟踪点;搭建红外成像制导仿真场景,对所提出的方法进行仿真分析。仿真结果表明：该方法能够有效地识别图像中的目标,减小红外成像导引头跟踪盲区,实现红外成像制导末端的平稳跟踪。     

鹰隼之目——解读美国空军目标吊舱系统

美军战斗机在执行对地攻击任务的时候通常会挂载一种机载式、雪茄状的目标吊舱。这种目标吊舱通常包括一个安装在转环方向支架之上的昼夜前视红外相机和一个激光标识器：红外相机可以向飞机坐舱显示屏提供目标区的热成像图像，而激光标识器则用于对目标进行“照射”，使激光制导炸弹能够击中目标。这种目标吊舱可以使机组人员在远程或者高空就可以持续不断地捕获并且确认战术目标。美国目标吊舱的发展大致经历了两代：第一代的目标吊舱于二十世纪八十年代末投入使用，以“蓝盾”吊舱最为典型，它的主要构成是普通前视红外相机和激光标识器，     

红外遥感技术的军事应用

红外遥感是一种通过探测目标的红外辐射能量获取目标有关信息的遥感手段，它具有不受暗夜限制和穿透云雾的优点。本文主要介绍了红外遥感在军事领域的应用，其主要包括3个方面，即机载红外成像、星载红外成像和星载导弹预警。     

雷达与红外成像双模联合目标识别研究

针对雷达与红外成像观测空间不一致的问题，提出了雷达与红外成像双模联合目标识别的问题；同时，提出了利用两种独立的传感器信息的互补性，来构造特征向量的联合空间向量空间法，通过对应的自适应信息融合系统进行目标识别。     

基于高速成像的爆炸温度场测试方法

为实现对爆炸温度场的动态测量,针对爆炸温度场变化快、范围广、温度高、难以测量的问题,提出一种基于高速成像技术的爆炸温度场测温方法。基于辐射原理推导出高速成像系统的温度测量模型,建立高速相机图像灰度值和被爆炸温度之间的对应关系,得到可通过控制高速成像系统曝光时间和透光率2个参数控制测温范围的算法;搭建高速成像爆炸温度场测量系统,用最小二乘法对系统进行标定,标定结果显示：该建模方法在2 200~2 900 ℃区间平均误差为0.74%,在1 850~2 350 ℃区间平均误差为1.95%,能够满足爆炸温度场的测量需求。运用搭建的系统与红外测温仪分别进行375 g、750 g及1 500 g 3种药量的温压弹爆炸温度测量对比实验,实验结果表明：该系统与红外测温仪之间的温度测量值最大偏差为3.31%,实现了高响应速率及高分辨率测量。     

数码假彩色成像技术研究

假彩色成像侦察一直受到世界各国的重视,近年来随着遥感技术的发展,假彩色照相也已用于植被、地面资源考察,水域污染检查等方面。随着数码技术的不断发展,传统胶片成像日趋淘汰,国内彩红外胶片基本停产。通过分析传统胶片假彩色成像的原理,提出了利用数码成像设备加装近红外滤光片,二次成像,分别提取绿、红、近红外值再合成图像的方案,实现假彩色成像,并通过典型伪装网小样进行了实验验证,实验结果表明本方案数码假彩色成像方法可行。     

激光照射性能测量中异源相机的标定方法

激光照射性能测量相机包括可见光相机和近红外相机,可完成激光照射器照射精度立靶成像测量。可见光相机用来拍摄运动靶板,近红外相机用来拍摄照射激光。为解决在测量过程中卡塞格林光学系统使图像产生畸变和两个相机光轴不严格一致问题,在远距离测量中忽略透视误差的影响,对张正友相机标定方法进行改进,使相机内参数中扭曲因子为0,实现相机标定;根据可见光相机和近红外相机成像面的空间透视关系,实现双相机轴线一致性标定。实验结果表明：可见光相机标定的重投影误差为0.08像素,近红外相机标定的重投影误差为0.19像素,相机配准轴线一致性精度为0.37 μrad,满足激光照射器照射精度外场测试中的需求。     

空中飞行目标的三维姿态参数测量

在航天测控靶场中,空中飞行器三维姿态测量具有不可替代的作用。利用数字摄影测量的严密理论和计算机视觉的前沿成果,提出利用光电经纬仪拍摄的序列影像确定飞行器三维空间姿态的方案,改变以往将飞行目标当作质点处理,无法获取飞行目标三维姿态参数的现状,充分利用光测图像中的姿态和形状信息,通过建立经纬仪摄像机模拟成像系统,实现飞行器目标的姿态预测。     

复杂地表背景下动目标天基红外探测图像仿真

面向天基红外探测图像仿真需求,基于导弹内外流场的流动控制方程和辐射计算方程构建弹道导弹辐射仿真模型,基于全球地表类型数据库(GlobCover)和随机分形算法构建复杂地表背景辐射仿真模型,基于严密成像几何模型提出星载相机入瞳处场景耦合辐射仿真方法。进一步叠加探测系统成像链路中的光学系统、探测器和信号处理模型,提出一种复杂地表背景下运动目标天基红外探测图像仿真方法。仿真结果表明,利用卫星轨道参数和导弹目标弹道数据,采用该方法可以实现卫星对弹道导弹主动段的连续成像仿真。     

毫米波导引头的技术特点及发展趋势

在毫米波传播特性的基础上,分析了毫米波导引头与微波、红外导引头相比较所具有的突出优点,介绍了国内外研制现状及关键技术,指出毫米波导引头的主要发展趋势:高测量精度、高分辨成像、灵活可变的辐射波形、高运算能力和智能化的信息处理机。     

一种基于光束平差法的相机标定方法

为解决多目视觉测量系统中,相机标定精度要求高、标定视场范围广等问题,提出一种基于光束平差法 的相机标定方法。利用立体视觉原理重构各个编码点的空间坐标,通过相机成像模型将编码点投影到图像中,并利 用Levenberg-Marquardt 方法最小化编码点的投影点与图像中对应像点之间的投影误差,获得最优的相机参数。实验 结果表明：该方法的最大标定误差为0.052 9 像素,相机标定精度高、应用场景灵活,满足工业应用需求。     

速高比对TDICCD相机的影响分析

高分辨率星载时间延迟积分电荷耦合器件( TDICCD)相机在侧摆成像过程中,速高比变化会引起相机图像运动角速度的变化,恶化相机的像质。因此研究卫星相机成像时速高比的变化规律,并分别从成像地面景物的纬度变化和相机侧摆角度的变化两个方面研究速高比变化对成像质量的影响。通过实例计算,给出了时间延迟积分( TDI)行积分时间调整的时间间隔和相机成像时允许的侧摆角度范围。最后分析了视场变化对相机像质的影响。     

深度相机与微机电惯性测量单元松组合导航算法

针对室内非结构环境下,全球定位系统、无线电定位等定位手段使用困难,轮式里程计在楼梯等场合易出现打滑或空转而误差较大,单一视觉传感器或微机电系统（MEMS）惯性测量单元（IMU）很难实现高精度自主定位,以及传统的视觉与MEMS IMU组合导航算法复杂、计算量大、导航精度低等问题,提出一种适用于室内的深度相机与MEMS IMU松组合导航算法。MEMS IMU预积分结果作为改进迭代最近点（ICP）算法的迭代初值,大幅减少了迭代次数;通过深度相机和MEMS IMU分别计算载体的位置并作差运算,将位置差值作为量测信息,使用扩展卡尔曼滤波估计MEMS IMU的导航误差,修正航位推算的结果;利用Kinect v1深度相机和MTI 100-IMU搭建的平台进行实验验证。结果表明,基于MEMS IMU辅助的改进ICP算法能够减少迭代次数约50%,基于位置差值的深度相机与MEMS IMU松组合算法导航定位误差小于总里程的10%.     

基于单目视觉的火炮身管指向静态测量

为解决自行高炮(SPAAG)火控系统精度测试过程中身管指向测量这一难点问题,提出了一种基于单目视觉的非接触直接测量方法。将棋盘状平面模板作为标志物固定到火炮身管上,使之位于相机视场范围内,测量身管在任一位置的高低角与方位角。首先利用Harris角点检测方法提取到角点坐标,进行相机成像模型的解算(相机标定),得到相机的内参。然后根据多点透视（PnP）问题解的稳定性,结合最小二乘拟合算法得到相应位置的外参矩阵。最终根据身管的运动模型以及标志物与之的相对位置解算出身管的两个指向角。仿真和实验均验证了该方法的可操作性和准确性。