对激光主动成像制导武器告警探测技术分析

概要介绍了激光主动成像制导武器,分析了制导信号的特征,对连续波激光信号检测能力进行了计算分析,对高重频激光信号的处理提出了新的技术思路,为工程应用提供了借鉴。

对抗激光半主动制导武器的隐身方法分析

介绍了激光半主动制导的原理,分析了军事目标对抗激光半主动制导武器的两种隐身方法。当目标具备可见光、红外、雷达等隐身功能时,目标不容易被发现,应设法使目标与背景的激光反射特性一致;当目标不具备多波段隐身功能时,为对抗激光半主动制导武器的精确打击,应设法大大降低目标的激光反射特性。

基于深度学习算法的三维激光雷达主动成像目标检测

为了提升目标检测效果,设计基于深度学习算法的三维激光雷达主动成像目标检测方法。利用深度学习算法的生成对抗网络,剔除三维激光雷达主动成像过程中的杂波干扰,得到无杂波干扰的目标三维图像;设计生成模型与对抗模型的损失函数,利用端到端深度神经网络的点云编码层,在无杂波干扰的目标三维图像内,提取目标三维图像特征,并输入目标检测层内;通过目标检测层输出目标检测候选框,利用非极大值结合混合置信度,确定最终目标检测框,完成三维激光雷达主动成像目标检测。实验结果表明:该方法可有效剔除杂波干扰,得到无杂波干扰的目标三维图像;该方法可有效完成三维激光雷达主动成像目标检测,且在不同目标运动模糊长度像素时,该方法目标检测的交并比均高于阈值,说明该方法的目标检测精度较高。

弹载激光主动成像制导技术发展现状分析

激光制导武器具有低成本、高效费比、高精度等特点,已成为现代战争中最为重要的精确打击武器之一。介绍了激光制导的各种类型并比较了其优缺点,分析了最有发展前途的制导方向之一—弹载激光主动成像制导的工作原理、特点、影响性能的因素、技术路线及技术难度,尤其是深入探讨了扫描和非扫描两种工作方式。综述了弹载激光主动成像制导的国内外发展现状与趋势,重点解读了低成本自主攻击系统LOCAAS、"网火"武器系统中的巡飞攻击导弹LAM、通用激光雷达导引头CLAS、"竖锯"计划Jigsaw等多套典型的非扫描成像激光雷达系统,总结并提出了可行的研制方案和进一步发展该技术的建议。

激光制导武器半实物仿真系统的设计与实现

首先,以某激光制导弹药为背景,提出了室内半实物仿真系统的总体设计方案,介绍了一种激光半主动导引头的工作原理。其次,在室内局限环境下,建立了弹目几何关系的数学模型,研究了导引头入瞳光学特性,并根据制导与控制系统的工作原理,设计了末制导段弹道的半实物仿真模型。最后,设置两种末端制导的初始条件,引入导引头和角速率陀螺等弹上部件进行多次弹道仿真试验。试验结果表明,基于该导引头和角速率陀螺的制导与控制系统设计合理,可以实现精确打击。

激光在高精度制导武器中的应用

概述了激光在高精度制导武器中的应用及其发展现状和优缺点,介绍了激光制导武器的典型战例,重点介绍了半主动寻的激光制导武器的寻的器和控制系统的工作原理,评述了激光制导与控制武器的发展趋势。

激光制导武器半实物仿真的误差分析与校正

根据激光半主动制导武器的特点建立了该类武器制导与控制系统半实物仿真模型。通过分析误差对半实物仿真的影响,指出几何误差的影响较大,并建立了误差数学模型。通过数学仿真,在脱靶量的允许范围内给出了最大允许角误差。为消除误差,设计了导引头闭环跟踪半实物仿真实验。利用仿真结果建立了误差参数超定非线性方程组,并使用牛顿迭代法和加权最小二乘法的组合算法来解算。此项研究工作有效地提高了仿真精度,同时也提高了基于该类平台半实物仿真实验的置信度。

激光主动成像图像制导导引头设计

提出了一种采用半导体激光器、基于DSP的距离选通和连续激光切换成像的激光主动成像图像寻的导引头设计方案,分析计算了方案中关键部件半导体激光器、接收CCD、发射光学部分、接收光学的性能指标,最后指出了半导体激光主动成像图像处理单元相比红外图像、微波图像等自身独有的特点。方案中设计的导引头能够在雨、雪、雾等较恶劣的天气及白天、黑夜使用,是一种发射后不管,全天候作战的导引头。

激光主动成像制导导引头设计方法研究

介绍了导弹激光主动成像制导导引头系统的工作原理 ,分析了当前激光主动成像制导导引头系统在激光器、探测体制和扫描方式的选择上存在的问题 ,结合导弹制导的特点 ,并根据目前国外激光雷达技术发展的现状 。

合成孔径激光雷达成像技术研究进展

合成孔径激光雷达成像技术是一种能够突破光学系统衍射极限的主动光学成像技术,其概念来自工作在微波波段的合成孔径雷达,相比于合成孔径雷达,合成孔径激光雷达具有成像速度快、成像分辨率高以及能获取符合人眼感知的图像的优势,在远距离目标感知与识别中具有很高的潜在价值。本文从合成孔径激光雷达的工作原理出发,回顾和梳理了合成孔径激光雷达的主要关键技术的主要进展,包括合成孔径激光雷达的系统模型和基础理论、系统设计与架构、激光相位噪声抑制、运动补偿技术以及成像算法;同时对国内外重要的外场实验进展进行了总结。最后探讨了后续实现工程化所需面对的困难和挑战。

非扫描激光主动成像制导技术研究

提出一种非扫描激光主动成像制导技术。该技术采用半导体激光器光源、非扫描成像和直接探测方式,进行了理论分析和模拟仿真,取得了实时跟踪并攻击速度为0.5 m/s的模型小车的实验结果。结果表明,该技术具有小体积、低价格、结构紧凑、帧频高和分辨率高的显著特点,能够实时获得目标二维强度像、目标距离和弹目接近速度等重要信息,是真正实现激光全主动制导技术的有效途径。

激光主动成像制导系统测距方法研究

被动图像制导方法一般只能提供角度信息,不能提供精确的距离信息,为了提高制导精度和目标识别能力须提供距离信息。根据导弹制导的要求,重点分析调频连续波测距理论,并给出一种适宜于导弹导引头使用的非相干激光探测的FMCW测距方法。

成像制导发展的未来--激光主动成像制导

激光主动成像制导技术以其制导图像分辨率高、清晰稳定,能成三维图像,并能同时提供距离和速度数据等,具有诸多其它成像制导技术无法具备和实现的特性和功能,成为目前成像制导技术发展的一大热点。以激光成像制导技术的发展历程和应用为切入点,重点介绍了激光成像制导技术在武器系统中的应用情况,并分析了激光成像制导技术的未来发展趋势,以期在一定程度上反映国外在该技术领域的发展现状和未来发展方向,为我国在该技术领域的发展提供借鉴。

非扫描激光主动成像制导技术及其导引规律的研究

提出一种小体积、低价格、结构紧凑的非扫描半导体激光主动成像制导技术,该技术能够实时获得目标的二维强度图象和弹目相对距离信息。以最优控制理论和飞行力学原理为基础,从考虑弹目相对速度变化方面入手,推导出一种变系数最优导引律,并给出剩余飞行时间的估算方法。数字仿真结果表明:最优导引律与经典比例导引律相比具有控制能量少,脱靶量小等优点。

激光制导武器发展及应用概述

介绍了激光制导武器的3种制导体制:激光半主动制导、激光驾束制导、激光主动成像制导。通过对3种激光制导体制原理的分析,以及激光制导武器装备的性能比较,分析了3种不同制导体制的优缺点,重点对激光主动成像制导原理和研制情况进行了论述,指出了激光制导武器未来的发展趋势。

激光主动成像制导半实物仿真方法研究

激光主动成像半实物仿真试验系统是检验和验证激光主动成像制导飞行器制导控制性能的重要试验系统,在实际应用中具有十分重要的意义。在分析激光主动成像飞行器制导控制系统组成以及制导系统半实物仿真试验目的和流程基础上,完成了激光主动成像制导仿真系统总体方案设计,分析了激光主动成像回波模拟器等主要仿真设备的功能原理,阐述了激光主动成像制导仿真系统模型组成与软件系统工作原理,并提出了系统难点和需要突破的关键技术,为激光主动成像制导仿真技术的深入研究以及高精度激光主动成像回波器的设计与研制提供指导。

激光主动成像制导图像去噪算法研究

快速有效地对所获图像进行去噪是提高激光主动成像制导精度的关键一步。针对成像中的散斑噪声,提出了一种改进的小波阈值与基于积分图像的非局部均值滤波相结合的去噪算法。首先对激光主动成像图像进行噪声分析;然后通过对数变换将乘性噪声转换为加性噪声;而后将含噪图像进行两层小波分解,在第一层高频部分运用改进的小波阈值法,在第二层高频部分运用基于积分图像的非局部均值滤波算法进行去噪;最后进行相应的逆变换得到去噪图像。理论分析和实验结果证明,该算法能有效去除噪声,较好地保证了图像细节,并且满足激光主动成像制导对图像去噪实时性的要求。

直接测距型无扫描激光主动成像验证系统

为提高成像效率,研究了基于雪崩光电二极管(APD)阵列和分束照明的直接测距型无扫描激光主动成像系统。系统采用脉冲激光器作为光源,通过测量激光脉冲飞行时间来获取目标距离信息;基于达曼光栅进行分束照明以提高能量利用率。另外,光学系统采用收发共孔径结构,保证了目标处激光脚点和APD阵列各像元的几何对准。与参考APD所采用固定阈值时刻鉴别法不同,系统采用固定阈值与恒比定时相结合的时刻鉴别法处理回波APD阵列的输出信号以适应外光路参数的变化。各通道采用专用计时芯片TDC-GP22测量启停脉冲之间的时间间隔,实现了45ps的计时分辨率。最后,将19m和31m处放置的两个角反射器作为合作目标进行了成像实验,并给出了所获取的距离图像。结果表明:两个目标的平均距离分别为19.28m和31.54m,测距误差分别为0.28m和0.54m,显示提出的设计方案切实可行。

激光主动成像图像噪声分析与抑制

分析了激光主动成像图像的噪声机理,针对强度像噪声抑制问题,提出了一种基于同态滤波和小波域SURE(Stein′s Unbiased Risk Estimate)的激光主动成像图像降噪算法。该方法首先用同态变换将乘性散斑噪声转换为加性噪声;然后在小波域,没有将小波系数看作随机变量,而是以最小化均方误差MSE为目的,将图像降噪过程看作是一个小波系数的加权和,通过SURE获得近似最优的小波系数的权值;最后再作相应的小波逆变换和同态逆变换,得到降噪后的图像。实验结果表明:该方法具有较好的噪声抑制效果,且计算量极小。

激光主动成像结合距离选通技术的零时信号测量方法

针对火箭起飞过程中零时信号难以准确测量问题,提出了激光主动成像与距离选通技术相结合的测量方式,并通过求取光流的变化进而求取位移移动量获得火箭起飞的零时信号。对现有的零时信号测量方式进行了分析,确定了基于距离选通的ICCD成像方式,结合目标垂直上升的特性,提出目标轮廓与HS光流结合的抗光照干扰算法。实验结果表明:在模拟目标匀速上升过程中,在光照变化不大情况下,单独的边缘检测及单独的HS光流检测算法均能检测出目标的上升趋势;在光照变化剧烈情况下,边缘检测及HS光流检测算法均出现严重的误差,目标轮廓与HS光流结合算法排除了目标内部的干扰,得到的目标像素点位移量与真实的上升量基本一致,误差在亚像素量级,若图像帧频为25 fps,则时间精度为80 ms,完全符合零时信号提取的要求。