基于直线运动机构的大变倍比红外变焦成像系统

针对同时兼顾大范围搜索和精确识别目标的迫切需求,研制了一种大变倍比红外变焦成像系统,设计两片独立运动的变倍镜及一片补偿镜,通过两个变倍镜级联的方式获得大变倍比。结合系统运动镜片多及变焦曲线复杂的特点,采用直线运动机构实现镜片变焦运动,使用集成编码器及螺纹丝杆的直线电机作为驱动。通过有限元仿真开展了系统力学分析,所设计镜片最大位移为3.04×10^-3 mm。成像系统适用于中波红外制冷式640×512焦平面阵列探测器,变倍比达到55倍。实验室成像及外场实景成像的结果表明,系统在焦距由6 mm至330 mm连续变化的过程中成像清晰、像质良好,验证了系统的连续变焦成像性能,该设计合理可靠。研究成果在搜索、跟踪、侦察、监视等方面有广阔的应用前景。     

基于自适应对比度增强的红外小目标检测网络

红外探测系统需要尽早发现目标以便及时拦截,但是红外图像上的小目标检测是一个挑战十足的任务。为了提高检测准确率,提出一种基于自适应对比度增强的红外小目标检测方法。为了利用自注意力机制和卷积各自的优势,设计了一个高效的特征提取网络和一个面向小目标的检测头。同时为了解决实际应用中出现的弱目标,在检测子网络前添加了一个图像预处理子网络,该模块可以自适应地调节图像对比度。在红外空中小目标数据集上的实验表明,提出的方法能达到93.76%的检测精度,与经典的检测方法相比,能够更好地平衡检测精度和召回率,证明了方法的巨大应用潜力。     

基于DSP和VDK内核的USB通信系统

针对ADSP-TS201 DSP的USB通信需求,设计一个完整的USB通信系统,其中,硬件系统采用CY7C68013A USB控制器和FPGA扩展USB主机接口,软件系统引入VDK实时内核、消息函数注册机制和数据缓冲队列。该通信系统可以提高USB通信资源的利用率,提供友好的通信接口,便于应用程序调用。     

基于VxWorks的SB /MHT红外跟踪算法改进与实现

讨论了SB /MHT跟踪算法的改进和在VxWorks内嵌操作系统中的算法具体实现。对SB /MHT算法的门限关联、卡尔曼(Kalman)滤波预测和置信度轨迹评价这三个主要模块做了改进与简化,使其在VxWorks平台下,利用任务调度机制和中断管理机制,实现多任务协作,完成目标跟踪。SB /MHT的VxWorks实现可以内嵌于SOC环境,对红外跟踪系统的SOC实现有着重要意义。     

红外焦平面阵列非均匀性仿真技术研究

红外焦平面阵列非均匀性的建模和仿真,是红外成像系统仿真中很关键的一部分.根据红外焦平面阵列非均匀性产生的原因和特点,建立了基于空间相关性的探测器响应模型,较基于各探测元间是独立不相关假设下的响应模型更为科学客观.     

基于CPCI-WB总线的多波段红外图像实时传输技术

探讨了一种多波段红外图像实时传输系统的原理、结构和实现等关键技术.针对红外成像探测系统的应用要求,基于CPCI和WB(wishbone)片上总线技术,提出了一种新的红外图像实时传输方法,并在Virtex Ⅱ FPGA上得到了实现.该方法解决了系统调试和应用中多波段红外图像高速传输、实时显示与处理的问题.实验表明,该系统工作可靠,应用方便,满足了总体指标要求.     

基于SOPC的红外图像采集系统

介绍了一种基于SOPC的红外线列图像采集系统.在一片FPGA中嵌入了MicroBlaze微处理器和用户逻辑,实现了CPU和FPGA的优势互补,发挥了CPU在控制、通信等方面的优势和FPGA在时序控制、高速传输、并行计算的优势,较好地完成线列探测器的驱动、采样、模数转换、传输等功能,实现了红外图像采集.     

基于参考辐射源标定的红外成像非均匀校正技术

持续外场工作环境下,红外系统成像的非均匀性会随工作时间、温度的改变而发生飘移,要维持非均匀性校正精度,定标动作需要定期重复,而标准黑体笨重不便于携带,使其不适用于现场定标应用。针对这一问题,介绍了一种基于参考辐射源进行红外图像校正的方法。该方法利用一个精确控温的小巧辐射源,可随时根据需要插入红外成像系统光路中进行非均匀性标定测试,实时修正硬件平台中存储的非均匀性校正参数,从而达到维持校正精度的目的。实验结果表明,所述的辐射源具有较高的稳定性,与环境温差在-10~10 K的范围内温度波动可以控制在0.04 K范围,使用该人工辐射源可以明显降低非均匀性随时间的恶化。     

VDK实时内核在红外目标检测跟踪系统中的应用

介绍了ADI公司的实时操作系统内核VDK的特点,及其应用在红外目标检测跟踪系统中的优点。详细讨论了目标检测跟踪系统的进程划分与设计,输入输出设备的驱动程序设计,进程间的通信方法等。实践证明,该设计方法不仅确保了实时性要求,提高了开发效率,而且使系统的升级和维护更为简单。     

基于稀疏表示的红外空中目标分类算法

针对红外空中目标,提出了一种基于稀疏表示的快速分类算法.该工作的技术难点表现在训练样本较少,算法需要具有旋转不变性、较高的抗噪性和实时性.针对这些难点,首先根据红外空中面目标的梯度信息和统计特性,计算出图像主方向,然后将主方向旋转至同一参考方向.接着基于稀疏表示原理,把分类问题转化为1范数最小化问题,最后用快速收敛方法得到分类结果.实验结果表明该方法能够达到98.3%的正确率,给测试图像50%的像素叠加噪声后,分类正确率仍大于80%.