不同视场的多源图像融合技术研究

图像融合技术已经成为计算机视觉、自动控制、机器人、目标识别跟踪等领域的关键技术之一。图像融合技术主要研究对象是配准后共视场(FOV)的多源图像系统,现实生活中存在大量不同特性的不同视场的图像系统,不同视场的多源图像融合技术能够在不增加硬件设备投入的情况下,提升图像采集系统的性能;针对不同视场的多源图像融合技术,提出一种仿射变换和线性插值相结合的配准方法;对融合前后的图像在时域、空域进行了分析比较,并对融合的结果进行了评价和对比,验证了此技术应用的可行性。     

小波结合偏微分插值的图像超分辨率重构算法

针对传统的小波和偏微分方程(PDE)算法无法准确估计图像的平坦区域和边缘区域而出现虚假边缘,以及小波低频估计不准确导致的图像模糊,提出一种小波与改进的PDE插值结合的图像超分辨率重构算法。该算法首先对传统的PDE算法进行改进,提出一种加权拟合的PDE插值法对图像边缘实现较好的定位;然后利用小波提取高频成分并调整其系数,并将增强幅度后的原始图像作为低频部分,进行小波逆变换获得高质量的重建图像。实验结果表明:这种方法可以充分发挥两种算法的优点,不仅在提高图像分辨率的同时较好地保留了原始图像的细节信息,还提高了放大后图像的亮度和清晰度。     

空间变分辨率机理在红外成像制导中的应用研究

提出了基于对数极坐标映射的内外场景并行处理系统模型内场景区域由笛卡儿坐标系表达对应识别通道,外场景区域由对数极坐标表达对应兴趣点选择和警戒通道.双通道模式缩减了图像数据量,而且任务并行化,是一种实时处理成像信息的有效的方法.     

红外图像导引头视场与识别概率关系

红外图像导引头的视场、作用距离及识别概率是评价该系统性能的重要指标。文中提出大小视场切换的概念,用大视场捕获区域大和小视场识别概率高的特点解决了视场与作用距离的矛盾,通过Johnson判别准则论证不同视场下的作用距离和探测识别概率。利用大小视场切换概念设计的导引头通过了外场试验验证,该方法能够为系统设计与性能评估提供参考。     

绝热层粘接检测图像的多分辨率融合

基于固体火箭发动机绝热层超声C扫描粘接检测时高分辨率探头检测易受噪声干扰、低分辨率探头检测精度不高的矛盾,提出了将两种不同分辨率探头检测图像融合的方法,讨论了利用二维小波多分辨率分析法进行图像融合的步骤与算法,并将其用于实际检测的粘接图像的处理,实验表明采用所提出的方法完全可以获得高分辨率、高信噪比的粘接检测图像.     

一种基于小波变换的可见光与红外图像融合算法研究

为了解决可见光与红外图像所表现的目标特征不一致的问题,提出了一种红外与可见光图像融合算法.首先利用小波变换将图像进行多尺度分解,然后提取不同分辨率、不同方向下的小波系数,采用不同的融合算法构造融合图像对应的小波系数,最后利用该小波系数重构融合后的图像.实验结果表明,该算法在红外与可见光图像融合处理中取得了很好的融合效果,有效地将红外和可见光对同一目标所表现出不同的特征、细节融合在一幅图像里,增加了单幅图像的信息量,丰富了目标的信息层次,为图像显示观察和后续图象处理系统获取信息提供了基础.     

作战推演系统中的Holon多分辨率建模方法研究

作战推演是武器系统效能评估研究的重要手段,而多分辨率建模是作战推演系统构建技术的研究热点之一。现有的聚合解聚、视点选择多分辨率建模方法缺乏对模型间层次结构的描述,难以实现系统运行时模型分辨率的自适应变换,因此无法兼顾模型精度与系统负载。针对上述问题,引入Holon概念,提出一种新的Holon多分辨率建模方法。研究了Holon多分辨率模型系统的组织结构及其形式化描述,给出了其结构演化的规则,提出了一种基于满意度的自适应分辨率变换机制,设计了支持Holon多分辨率建模的软件运行体系结构及关键服务。将Holon多分辨率建模方法应用于海军武器装备体系战役推演系统中,通过对比聚合解聚和视点选择方法,验证了新方法在保持了较好模型间一致性的同时,有效降低了系统的负载。     

基于粒子滤波的目标图像多特征融合跟踪方法

研究了序列图像中红外弱小目标的检测跟踪问题.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,提出了一种基于粒子滤波的目标图像多特征融合跟踪方法.从红外序列图像中提取了局部灰度均值对比度、局部梯度均值对比度、局部熵和灰度分布四个典型特征,根据各个特征对弱小目标检测的贡献,自适应地进行特征融合.在粒子滤波的框架下,将融合后的特征信息转化为粒子的权值,对红外弱小目标进行跟踪.仿真试验表明,该算法有着良好的检测与跟踪性能.     

基于Agent的武器装备体系多分辨率建模研究

针对武器装备体系建模的方法问题,提出一种基于Agent的多分辨率建模新思路：首先确定武器装备体系的规模和层次;再选择合适的建模仿真最小单元,确定相应的分辨率;最后根据不同分辨率模型间的聚合／解聚关系和建模仿真需要,初步确定模型的结构,并设计满足模型一致性转换的优化目标函数。     

小孔径基阵对大气中多个声源的定向方法

将宽带无失真波束形成技术与基于时延的声被动定向方法相结合,针对小孔径基阵提出了对多个声源的定向方法.该方法首先预形成指向4个方向的宽带无失真波束,各自的主瓣区域把整个空间分为4个不同的测量区,然后分别将这4个波束形成器的波束输出作为参考点接收到的声信号,利用基于时延的定向方法定向处于不同测量区的声源.此方法使基于时延的声被动定向方法具有了一定的多源分辨能力,对提高和改进声被动探测系统在实际使用中的性能有重要意义,仿真试验验证了该方法的正确性.     

基于多特征直方图的红外图像目标跟踪

根据红外图像的特点,采用单一颜色难以描述复杂的跟踪环境,尤其是目标周围有相似亮度的背景干扰时,会造成跟踪失败.针对该问题,提出在MS跟踪理论框架下将颜色特征和梯度特征联合起来描述目标.实验表明:该方法能准确地跟踪海上红外运动目标.     

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.     

激光引信双向驱动单发单收大视场探测技术研究

由于受系统功耗和空间的限制,常规弹药激光引信无法采取多个激光器和多个激光接收器实现多发多收,同时传统的激光大视场探测方式无法满足小型化、结构简单的需求。提出一种新型的双向驱动单发单收大视场探测方案,建立弹目交汇捕获率数学模型,分析了不同弹目距离以及不同转速下目标捕获率。并针对系统电磁干扰影响因素,采用多种方法复合屏蔽电磁信号对回波信号的干扰,加工制作了原理样机,进行了抗电磁干扰实验以及不同距离动态旋转目标探测实验,结果表明本方案能够有效屏蔽系统电磁干扰,在转速50 000 r/ min 时能保证距离为8 m 的目标可靠捕获,使大视场全向探测激光引信在常规弹药上的应用成为可能。     

实时IR场景图像生成技术在仿真中的应用研究

介绍了国内外IR(红外)场景的生成技术, 并提出了一种方案, 即基于几何和红外纹理图像方法、利用场景驱动软件实时生成红外场景图像; 所生成的场景图像已用于红外成像制导半实物仿真试验, 结果表明, 该场景图像可以满足现阶段的仿真试验要求.     

弹载宽带相控阵雷达前视真实孔径成像方法研究

针对弹载步进频率宽带相控阵雷达的前视真实孔径成像以及地、海杂波背景中的目标探测应用,提出了基于方位向非均速扫描和最小二乘参数估计的距离-方位二维成像方法以及成像过程中的运动补偿方法。该方法运算量少且适合于扫描过程中的流水线并行处理,在高重频情况下的高速弹载应用中可以实现远小于波束宽度的方位分辨力。理论分析和仿真实验证实了方法的有效性。     

基于小波变换的红外图像末制导信息处理方法研究

在分析红外成像末制导系统特点上,提出了一种用于红外成像末制导信息处理的自适应多尺度小波边缘检测方法。该方法利用小波变换的自动变焦的多分辨分析思想来检测,描述目标变分辨率图像序列的实际变化情况,实验表明,该方法是一种快速、有效的自动化目标检测方法。     

机动导弹系统变拓扑多体系统动力学建模方法研究

基于柔性多体动力学理论，提出了机动导弹武器系统变拓扑结构多体系统动力学建模方法，将系统的约束分为基本约束和条件约束，建立了变拓扑结构柔性多体动力学模型，此项研究为机动导弹武器系统的设计与分析提供理论基础。     

多轮分布式驱动车辆可重构集成协调控制方法

多轮分布式独立驱动平台运动控制技术的演进对提升特种无人车辆的快速机动性及操纵稳定性具有重要的战略意义,然而其底盘主动执行系统的故障率或相互干涉的可能性也大大增加。提出一种面向该平台的可重构集成协调控制方法,以实现车辆动力学性能的进一步提升。基于自顶向下的分层控制结构,在运动控制层引入考虑参数不确定性的自适应滑模控制器,以保证对车辆运动目标状态的准确跟踪,并生成所需的广义控制力;在控制分配层提出一种加权伪逆控制分配器,基于控制效率矩阵的零空间特性,在主动执行器饱和约束可行域内进行再分配修正,以完成从广义控制力到各车轮处轮胎力的优化分配,其中引入的配置矩阵与优化权重系数则分别实现对控制模型的重新配置以及分配目标的调节;通过设置主动执行器实现分配目标的执行。基于6×6分布式电驱动车辆原理样机,进行两种工况下的仿真和试验验证。研究结果表明,该控制器提升了多轮车辆在转向过程中的操纵稳定性,并获得了更高效更精准的多轮车辆驱动力分配控制效果。     

非制冷热瞄具图像实时开窗增强方法研究

针对红外观瞄系统图像增强技术的实时性问题,根据人们的视觉特性,提出非制冷热瞄具图像实时开窗增强方法。该方法首先在红外图像中取出适当大小的子图像,再用合适的增强算法来处理子图像,而子图像以外的区域不作任何处理。文中给出了硬件实现流程。最后证明开窗增强的方法减少了背景像素的处理时间,提高了图像处理的实时性,并且开窗增强不会对增强效果有不良影响,对小目标图像增强有不可替代的作用。     

基于模糊率的自适应多阈值图像分割方法

针对目前图像模糊阈值分割法存在的窗口宽度自动选取困难以及阈值搜索范围难以确定的问题,本文提出了一种基于模糊率的自适应多闽值图像分割方法。利用图像直方图峰值分段的思想,在给定隶属函数的情况下,实现了窗宽的自适应选取以及图像多闽值的自动选取,有效地拓宽了模糊阈值图像分割方法的适用范围。实验结果表明,该方法对直方图呈多峰分布的图像可取得良好的分割效果。