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文档简介

1、红外成像制导 周 孟 红外线的发现和分类 n1800年,英国物理学家赫歇尔研究单色光 的温度时发现 ,红光外一种看不见的“热 线”,称为红外线。 n三个波段:近红外线,波长范围为076 15m;中红外线,波长范围为15 56m;远红外线,波长范围为56 1000m。 红外成像制导 n红外制导:是利用红外探测器捕获和跟踪 目标自身辐射的能量来实现寻地制导的技 术。分为红外成像制导技术和红外非成像 制导技术两大类。 主要用于空空导弹、空地导弹和地空导 弹,约有70余种导弹采用红外制导 。 n红外非成像制导:一种被动制导技术 ,它 利用红外探测器捕获和跟踪目标自身所辐 射的红外能量来实现精确制导 。

2、 n特点:制导精度高,不受无线电干扰的影 响;可昼夜作战;由于采用被动寻的方式, 攻击隐蔽性好。但受云、雾和烟尘的影响; 并有可能被红外诱饵等热源诱惑,偏离和 丢失目标。 一般用作近程武器的制导系统或远程武器 的末制导系统。 n红外成像(Infrared ImagIng):是指借助 对红外线敏感的探测器,不直接接触物体, 来记录物体对红外线的辐射、反射、散射 等信息,通过分析,揭示出物体的特征及 其变化。 n有被动红外成像技术和主动红外成像技术 n红外成像制导:是一种实时扫描技术,它 将景物表面温度的空间分布情况变成按时 序排列的电信号,并以可见光的形式显示 出来,或将其数字化储存在存储器中,

3、然 后利用图形识别和图像处理技术进行背景 抑制,目标图像增强、目标提取和识别特 征工作,从而得到制导信息。 n红外成像制导系统组成:红外摄像头、图 像处理电路、图像识别电路、跟踪处理器 和摄像头跟踪系统等 n实现红外成像途径: (1)多元红外探测器线阵扫描成像制导 (2)多元红外探测器平面阵的非扫描成像z 制导(通常称为凝视焦面阵红外成像制导 系统) n优点: 1)抗干扰能力强 2)灵敏度和空间分辨率较高 3)探测距离较远 4)命中精度高,能识别敌我目标 5)昼夜工作,穿透烟雾能力强 n缺点: 成本较高,全天候作战能力仍不如微波和毫米波 制导系统 红外成像中的图像处理 n红外图像小目标检测是红

4、外成像制导技术的关键 。 n小目标检测难点: 1) 由于小目标无形状、尺寸等信息, 可供检测算 法利用的信息很少; 2) 在低信噪比情况下,必须对图像序列进行处理, 因而需要存储和处理的数据量大。 3) 由于目标与成像之间存在相对运动,目 标图像信息处理量增加。 n红外图像小目标检测算法:动态规划算法 n算法中采用流水线思想 (1) 构造一个N 帧图像序列的流水线管道, 以及N 空白的目标帧,一般N = 10 ; (2) 用动态规划方法处理该管道中的N 幅图 像,累加后的分割结果保存在空白帧中; (3) 流水线更新,加入一帧新图像,重复(2) ,这 样就可以得到一系列动态规划处理结果,根 据运

5、动的连续性,确定目标位置。 n处理中采用红外弱小目标的图像序列作为 原始图像。在实际红外场景中,背景杂波 将小目标淹没,且分布并不服从理想目标 背景模型,若直接用动态规划进行处理, 结果会产生大量的虚警点。因此,在使用 动态规划方法之前,须进行适当的预处理。 n选取预处理方法的步骤为: (1) 用全一的平滑模板对原始图像进行低通 滤波,提取图像中的低频成分; (2) 原始图像减去上述平滑结果,可得到图 像中的高频成分,目标就在其中。 预处理后,图像中的背景得到了最大限度 的抑制,剩下的是背景中含有的少量高频 信号和小目标。 预处理后,再按动态规划算法进一步处理 红外成像制导的新技术 n1)凝视

6、红外成像制导技术 n2)多传感器信息融合技术 n3)ATR(自动目标识别)技术 n4)非致冷红外成像技术 SZHIE3Qhfl8nEvJRvo6nNXp&cRjrQ(MDfkujvGprkPnQFAbbcVPC$wYMIlqvceaMt-2fbz#&kGzII8Sc0%ztmWEepMOaAavRuXnk40A$EZ9S6Ap+V9nUY#gjr$dIEpq-Cs*Axd1oA#VLWHuHBD2oJHLwHTGNOk4MS)%iJL0kagbGbzh2Bn6xu*UYx1!r%WwetwMw96Njg$VHHuQ9lXsIaHK$0HnWUYfjr!aCub7J6YiO*qNDFtO4aH3

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