多目标跟踪在红外制导系统中的应用

为实现远距离对可疑目标的跟踪功能,提高红外制导的引导精度,提出了一种多抽头流水线架构的多目标跟踪方式。该方法将图像预处理、图像分割和目标检测等算法均在FPGA内部通过卷积运算实现,通过提高卷积运算速度达到实时处理的效果。试验结果表明,该方法与其他跟踪算法相比,可以自适应调整窗口大小、改变跟踪策略和自动分配窗口,提高了跟踪的多样性和可选性。该方法可以引导红外制导系统对多个目标同时进行跟踪,最终给出判据对威胁等级高的目标进行打击,具有实际应用前景。

基于直线组仿射不变特征的自动目标识别算法

为了提高基于异源模板匹配的自动目标识别方法的精度和准确率,提出了一种采用直线组几何基元的图像匹配算法,该算法利用直线组表示目标,利用直线组中各条直线构成的三角形面积之比作为描述直线组的特征量,在所有候选直线组中找到与目标匹配的最佳直线组,并确定组内直线的一一对应关系,求出模板图与实时图中的同名点,最后利用同名点检测出实时图中目标的位置;此外,还提出了一种在实时图中进行直线提纯的方法。该方法可以提出实时图中的主要直线,为文中所提算法的精确性提供了保障。实验结果表明:文中提出方法具有较高的匹配精度和准确率。

复合导引头中视线角速度提取技术研究

为提高视线角速度输出精度,对舰空导弹制导控制系统的红外成像/被动微波复合导引头视线角速度提取技术进行了研究。基于复合导引头在红外比例阶段和红外随动阶段的跟踪原理,采取微波截获时红外框架随动的方式,在导弹全程跟踪过程中根据红外位标器系统提取视线角速度的方法。分析了由陀螺角速度与误差角微分速度和、陀螺角速度与误差角微分速度通过卡尔曼滤波,以及由框架陀螺直接给出敏感到的角速度三种求取目标视线角速度方法,认为后两者的精度易受延时、干扰或滤波发散的影响,选用第一种方法,并采用低通滤波器提高视线角速度提取精度。给出了误差角微分信号和陀螺信号先滤波后匹配,以及先匹配后滤波两种方式的工作原理。仿真结果表明:两种方式结果基本相同,均可实现导引头视线角速度的提取,先匹配后滤波的计算量小,可优先选用。研究对提高舰空旋转导弹复合导引头的制导性能有一定的参考价值。

红外旋转导弹自适应变结构制导律研究

针对红外旋转弹制导时间短、精度要求高和高频正弦控制的特点,设计了一种基于红外体制旋转导弹的自适应变结构制导律。建立了导弹与目标的相对运动模型,给出了变结构制导律,并加入变结构项以保证系统对干扰的鲁棒性。为保证制导精度,采用幂次趋近律,通过设置合理的趋近参数保证视线角速度在弹目遭遇前的有限时间内收敛至零。为减小变结构控制产生的高频抖振,设计了一种自适应变增益变结构制导律,根据视线角速度信息对变结构项的增益进行自适应调整,以有效削弱变结构控制中的抖振。基于红外旋转导弹的目标信息获取能力,对变结构制导律的工程实现进行了讨论。以某红外旋转导弹为背景,仿真比较了比例导引律与变结构导引律,结果发现:变结构制导律的所需平均过载、弹道平滑程度、视线角速度和命中精度等明显优于传统比例导引律;对机动和非机动目标,设计的增益自适应变结构制导律均既能保证制导精度,又可避免变结构项引起的抖振。

红外与可见光图像特征引导融合的电力线检测方法

针对无人机输电线路巡检中航拍图像背景复杂、电力线不显著、检测难度大、分割精度低的问题,提出一种红外与可见光图像特征引导融合的电力线检测方法。首先利用双路编码器进行电力线特征提取,然后提出一种模态信息对齐模块对图像进行特征对齐,并利用全局上下文融合模块挖掘语义信息以提升模态相关性,最后在高级语义信息的引导下进行特征融合,对图像进行像素细节信息上的恢复。相比传统的可见光图像电力线检测算法,红外与可见光图像特征引导融合的电力线检测方法显著提升了电力线检测精度,更适用于复杂地物背景下的应用场合。