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。     

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。     

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。     

一种估测弹目间距方法的研究

弹目间距是弹道末端修正所需的重要参数，现有的测量弹目间距的方法在常规单兵修正弹药中应用还不成熟。文中利用CCD和MEMS技术，根据目标在图像导引头CCD上的成像坐标，建立了计算弹目间距的数学模型，并进行了6自由度弹道仿真和转台试验验证，仿真计算和试验结果表明，该方法能够较准确的测量弹目间距。     

基于运动特征的干扰弹检测方法研究

在红外成像导引头视场中，及时检测出干扰弹是红外成像导引头实现抗干扰弹干扰的前提。在弹目距离较大时，导引头处于点目标跟踪阶段，目标信噪比比较低，且没有目标形状特征可以利用，因此，对干扰弹的检测比较困难。利用干扰弹与目标运动特征的不同进行干扰弹检测是一种比较有效的方法，通过对比仿真选择目标图像在焦平面上的运动加速度作为特征量进行干扰弹检测。最后，通过数字仿真，研究了在考虑误差的情况下，各种因素对干扰弹检测概率的影响。     

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。     

被动微波导引头修正导引规律研究

通过对被动微波与红外成像复合导引头在交班时存在对同一目标跟踪点不一致问题的研究,分析出其对同一目标跟踪点不一致的原因。针对此问题,研究了微波相位干涉仪的修正导引规律;推导出实现偏移量修正的导引律,给出工程实施方案。对在交班时因复合导引头跟踪点不一致对弹道产生的扰动影响进行了仿真分析。结果表明:跟踪点不一致问题在交班时对弹道扰动有一定的影响,加入修正导引规律后,弹道参数曲线在末端振荡激烈,需要更大的过载等,说明了偏移量修正的有效性。     

飞机过失速机动仿真及对拦截弹跟踪的影响分析

为了分析飞机过失速机动对拦截导弹带来的挑战,对飞机过失速机动进行了仿真,分析了过失速机动对导弹导引头跟踪的影响。指出"Herbst"机动运动参数变化剧烈,基于匀速直线运动假设来估计飞机位置和速度必将带来较大的误差;当弹目相对距离较小且相对速度较大时,飞机做过失速机动运动,导引头容易丢失目标,通过导引头滤波算法的改进可提高导弹抗目标过失速机动的跟踪能力。     

小视场导弹弹道中末段交接班问题分析

针对小视场导弹的特点．首先提出了小视场导弹弹道中末段交接班条件；建立了影响交接班的弹目位置误差模型；由导引头捕获域建模计算表明．捕获域能够包容弹目极限位置误差；最后利用一阶平滑法保证中末段弹道平滑过渡。     

前视红外目标的鲁棒分层跟踪算法

针对前视红外序列图像中目标与背景对比度低、灰度级动态范围小以及目标边缘模糊的特点,提出了一种基于均值漂移和特征匹配的红外目标鲁棒分层跟踪算法。首先利用均值漂移算法来快速搜索局部最优候选目标。然后,通过特征匹配对跟踪误差进行有效修正。采用Harris算子对模板目标与候选目标进行特征点提取,利用改进的Hausdorff测度对特征点进行有效的匹配度量,最终实现红外目标的精确定位。实验结果表明该算法简单有效,能准确跟踪前视红外目标。     

基于互信息测度红外目标图像相关匹配跟踪算法

在红外地面目标跟踪过程中，目标在图像系统中呈现多样化，任何一种单一的跟踪方式都无法满足系统的要求。对此本文采用一种多模跟踪方式，针对具体的目标，采用不同模式的跟踪方法。对于小目标，采用互信息测度的相关跟踪方式；对于大目标，采用形心跟踪方式。通过自适应波门来决定跟踪模式，实验证明该算法具有稳定而且精确的跟踪性能，算法执行时间短，完全可以满足实时性要求。     

基于多特征融合与粒子滤波的红外弱小目标跟踪方法

研究低信噪比复杂背景下的红外弱小目标检测和跟踪问题.基于多特征融合的小目标检测算法具有较好的检测性能和适应性,而粒子滤波则是一种处理非线性和非高斯动态系统状态估计的有效方法.结合两种算法的优点,提出了一种基于多特征融合与粒子滤波的红外弱小目标跟踪方法.仿真试验表明,与单特征跟踪算法相比,该算法对复杂背景下的红外弱小目标具有更好的跟踪与检测性能.     

红外目标图像的复合特征跟踪算法

红外目标图像跟踪系统中应用单一特征跟踪算法,易造成跟踪点漂移和目标丢失。提出目标图像的复合特征跟踪算法,综合利用目标图像的灰度特征和点特征,联合灰度特征的易用性和点特征的空间不变性,分别克服单一特征易受光照、噪声干扰,以及实时性较差等方面的不足。提出了复合特征联合匹配的算法流程和权值分配策略,通过仿真试验对比三种方法的目标跟踪性能,证明了该算法的有效性。     

导航设备对作战系统跟踪精度影响分析

针对舰艇平台导航信息影响导航设备精度的问题,对其影响作战系统跟踪数度的因素进行分析。分别通 过卫星导航组合设备输出时间、定位误差和姿态精度对作战系统雷达、红外警戒探测设备跟踪精度的影响进行分析, 对导航设备对作战系统跟踪能力的影响进行探讨,并通过惯性导航设备的艏向角数据进行测量及验证。分析结果表 明,该研究可为警戒探测设备跟踪精度超差问题原因提供参考。     

多特征提取的红外和可见光目标跟踪方法

针对复杂背景下采用单一图像特征跟踪稳定性差的问题,提出了一种基于多个特征提取的红外和可见光图像目标跟踪方法.该方法提取红外图像的灰度特征和可见光图像的颜色、纹理特征,给出了采用核函数量化的直方图描述的多特征目标模型,结合均值漂移跟踪框架,给出了一种根据相似性度量进行自适应融合定位目标的方法,并给出了一种选择性的目标模板...     

一种具有舷侧阵自导鱼雷的弹道设计与仿真

舷侧阵自导鱼雷改变了以往前视自导系统的工作频率、阵列孔径、自导作用距离以及目标识别方式的限制,具有自导作用距离远、探测目标能力强的特点.针对舷侧阵自导系统探测范围为鱼雷两侧扇面,而鱼雷正前部扇面是舷侧阵自导系统的探测盲区的特点,给出了舷侧阵自导鱼雷弹道设计的数学模型,首次研究了舷侧阵自导鱼雷的搜索、跟踪、导引及攻击命中...