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一种移动平台红外搜索跟踪系统的稳定控制方法
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作者 熊辉 李锐华 +10 位作者 刘海 阎歆婕 舒骏逸 郑婕 冯建伟 冯若涵 林宇 吴佳俊 林丹丹 宋治杭 张晋 《红外技术》 CSCD 北大核心 2024年第6期634-645,共12页
基于移动平台的红外搜索跟踪系统已成为新一代光电搜索跟踪系统的主流趋势,小型化和轻量化是其高机动性的保证。载体运动姿态变化耦合的角速度扰动和系统内部力矩干扰将对其搭载的光电载荷视轴稳定控制带来严峻挑战,基于多轴多框架和高... 基于移动平台的红外搜索跟踪系统已成为新一代光电搜索跟踪系统的主流趋势,小型化和轻量化是其高机动性的保证。载体运动姿态变化耦合的角速度扰动和系统内部力矩干扰将对其搭载的光电载荷视轴稳定控制带来严峻挑战,基于多轴多框架和高精度陀螺反馈控制相结合的传统视轴稳定方法已无法适用。本文针对两轴两框架移动平台红外搜索跟踪系统的光电载荷视轴稳定控制,提出了基于平方PI和Luenberger扰动观测前馈的双速度闭环同阶串级控制方法。仿真和实验表明,相对于传统的单陀螺闭环和双速度闭环稳定控制方法,该稳定控制方法有效提升了载体运动低频扰动下的视轴稳定精度。1°/1 Hz扰动下,仿真稳定精度达到2.7817μrad,实验稳定精度达到35.85μrad。1°/2 Hz扰动下,仿真稳定精度达到38.199μrad,实验稳定精度达到119.1μrad。最终,利用本文提出的稳定控制方法,两轴两框架移动平台红外搜索跟踪系统有效克服了行进间载体运动姿态变化耦合的低频角速度扰动,实现了高平稳高动态的光电载荷视轴指向控制性能。 展开更多
关键词 移动平台 红外搜索跟踪系统 视轴稳定 同阶串级 平方PI 扰动观测前馈
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红外反射式传感器在自主式寻迹小车导航中的应用 被引量:78
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作者 吴建平 殷战国 +1 位作者 曹思榕 李坤垣 《中国测试技术》 CAS 2004年第6期21-23,共3页
本文介绍了利用红外反射式传感器实现小车自动寻迹导航的设计与实现。自动寻迹是基于自动导引小车(AGV—auto guidedvehicle)机器人系统 ,用以实现小车自动识别路线 ,判断并自动规避障碍 ,以及选择正确的路线。实验中采用与地面颜色有... 本文介绍了利用红外反射式传感器实现小车自动寻迹导航的设计与实现。自动寻迹是基于自动导引小车(AGV—auto guidedvehicle)机器人系统 ,用以实现小车自动识别路线 ,判断并自动规避障碍 ,以及选择正确的路线。实验中采用与地面颜色有较大差别的线条作引导 ,使用反射式红外传感器感知导引线和判断障碍物。系统控制核心采用AT89C2 0 5 1单片机 ,系统驱动采用控制方式为单向PWM的直流电机。该技术可以应用于无人驾驶机动车 ,无人工厂、仓库、服务机器人等领域。 展开更多
关键词 导航 避障 服务机器人 机器人系统 传感器 自动导引小车 自动识别 自主式 引导 感知
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六倍连续变焦面阵扫描红外光学系统设计 被引量:6
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作者 丁学专 黄姜卿 +2 位作者 李争 于洋 李范鸣 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2021年第1期89-95,共7页
提出了一种三次成像红外连续变焦面阵扫描光学系统,在传统红外二次成像光学的基础上,增加了连续变焦的望远系统。通过正组元变焦,负组元补偿的方式,可实现连续变焦。在中间平行光路中,引入扫描振镜,可补偿由于扫描平台转动带来的曝光时... 提出了一种三次成像红外连续变焦面阵扫描光学系统,在传统红外二次成像光学的基础上,增加了连续变焦的望远系统。通过正组元变焦,负组元补偿的方式,可实现连续变焦。在中间平行光路中,引入扫描振镜,可补偿由于扫描平台转动带来的曝光时间内的物面的移动,保持系统在旋转扫描时成像清晰与稳定,没有拖影。设计了60~360mm连续变焦面阵扫描中波光学系统,变焦全过程畸变小于0.5%,通过测试,光学系统各焦距的性能良好,可实用于连续变焦搜索与跟踪一体的红外系统中。 展开更多
关键词 红外搜索跟踪 面阵扫描 三次成像 连续变焦
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两档变焦面阵扫描红外光学系统设计 被引量:5
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作者 丁学专 周潘伟 +2 位作者 王世勇 于洋 李范鸣 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2020年第8期213-220,共8页
提出了一种三次成像红外两档变焦面阵扫描光学系统,在传统红外二次成像光学的基础上,增加了两档变焦的前置望远系统,通过变焦组单一组元沿光轴方向移动,来实现两档焦距切换。变焦组沿光轴方向的微调,可实现不同工作温度的补偿与不同物... 提出了一种三次成像红外两档变焦面阵扫描光学系统,在传统红外二次成像光学的基础上,增加了两档变焦的前置望远系统,通过变焦组单一组元沿光轴方向移动,来实现两档焦距切换。变焦组沿光轴方向的微调,可实现不同工作温度的补偿与不同物距的清晰成像。在中间平行光路中,引入振镜,通过振镜以特定频率进行相应角度范围的往返扫描,来补偿由于扫描平台转动带来的曝光时间内的物面的移动,保持系统在旋转扫描时成像清晰与稳定,没有拖影。系统结构紧凑,可实用于两档变焦搜索与跟踪一体的红外系统中。 展开更多
关键词 红外搜索跟踪 面阵扫描 三次成像 红外变焦
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红外面阵探测器用于全方位搜索的一种新方法 被引量:5
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作者 管志强 陈钱 +2 位作者 顾国华 钱惟贤 胡永生 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第2期150-155,共6页
本文提出的基于红外面阵焦平面探测器的红外搜索跟踪系统与基于红外线线阵焦平面探测器的相比,其结构简单、成本低且具有自动搜索、跟踪和确认威胁目标的功能。本文重点论证了在全方位红外警戒系统中使用面阵探测器的可行性;在该分析的... 本文提出的基于红外面阵焦平面探测器的红外搜索跟踪系统与基于红外线线阵焦平面探测器的相比,其结构简单、成本低且具有自动搜索、跟踪和确认威胁目标的功能。本文重点论证了在全方位红外警戒系统中使用面阵探测器的可行性;在该分析的基础上,给出了该系统的图像退化模型;论证了在全方位搜索系统中,目标检测算法的处理思路,并分析了使用面阵探测器的优势。并且通过实验结果,证明基于面阵探测器的红外搜索系统是具有和线阵系统相当的目标探测距离,可以检测出信噪比在2左右的目标;并且在背景杂波处理上,在一定程度上优于线阵探测器。 展开更多
关键词 光电子学与激光技术 红外技术 红外搜索跟踪系统 IRST 面阵探测器
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多目标情况下IRST和雷达的指示交接问题 被引量:13
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作者 张华睿 杨宏文 郁文贤 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第5期1101-1106,共6页
指示交接是IRST和雷达协同探测系统的关键环节,但多目标情况下的指示交接问题却鲜有研究。该文研究了在IRST引导下雷达捕获目标时的最优搜索波位编排,并充分考虑了多目标情况下干扰目标对交接性能的影响。对比只考虑单目标时得到的结论... 指示交接是IRST和雷达协同探测系统的关键环节,但多目标情况下的指示交接问题却鲜有研究。该文研究了在IRST引导下雷达捕获目标时的最优搜索波位编排,并充分考虑了多目标情况下干扰目标对交接性能的影响。对比只考虑单目标时得到的结论,仿真实验验证了该文方法的有效性。 展开更多
关键词 雷达 红外传感器 指示交接 多目标
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机载双视场中波红外光学系统优化设计 被引量:11
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作者 董科研 王健 +3 位作者 孙强 王洪亮 李全熙 姜会林 《中国光学》 EI CAS 2012年第6期596-601,共6页
为了满足机载红外搜索与跟踪系统的实际使用要求,根据变焦系统的基本理论及中波红外系统的特点,设计了320 pixel×256 pixel的中波制冷型焦平面阵列探测器的双视场中波红外光学系统。系统采用了二次成像结构,并在系统的第一像面位... 为了满足机载红外搜索与跟踪系统的实际使用要求,根据变焦系统的基本理论及中波红外系统的特点,设计了320 pixel×256 pixel的中波制冷型焦平面阵列探测器的双视场中波红外光学系统。系统采用了二次成像结构,并在系统的第一像面位置安装光阑,以此减小杂散光对系统的影响。设计结果表明:系统具有100%冷光栏效率,在仅移动一片透镜的情况下可实现在800和400 mm的两档变焦,系统F数为4且恒定不变,像面保持稳定,系统场曲<0.04 mm,畸变<2.5%,在探测器的Nyquist频率16 lp/mm处光学传递函数的峰值>0.5,表明光学系统的像质满足使用要求。 展开更多
关键词 中波红外光学系统 光学设计 双视场 机载 搜索与跟踪系统
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凝视型红外搜索跟踪系统对武装直升机作用距离的分析 被引量:8
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作者 牟达 王建立 陈涛 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第3期313-317,共5页
作用距离是红外搜索跟踪(IRST)系统的主要技术指标之一,不同的战略目标具有不同的红外辐射特性,需要建立不同目标的作用距离模型。通过对武装直升机的红外辐射特性进行分析,建立了凝视型IRST系统对武装直升机的作用距离模型。通过实际... 作用距离是红外搜索跟踪(IRST)系统的主要技术指标之一,不同的战略目标具有不同的红外辐射特性,需要建立不同目标的作用距离模型。通过对武装直升机的红外辐射特性进行分析,建立了凝视型IRST系统对武装直升机的作用距离模型。通过实际算例的结果,进一步探讨了影响其作用距离的各方面因素。为凝视型IRST系统的设计和应用以及综合性能的评价提供了理论依据。 展开更多
关键词 电子技术 武装直升机 红外辐射 凝视型红外搜索跟踪系统 作用距离
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鲁棒的高斯和容积卡尔曼滤波红外目标跟踪算法 被引量:5
9
作者 吴昊 陈树新 +1 位作者 杨宾峰 陈坤 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2016年第1期123-128,共6页
为提高恶劣测量环境下单站红外搜索与跟踪系统的跟踪性能,提出了一种鲁棒的高斯和容积卡尔曼滤波算法.首先,为改善滤波初值模糊问题,在容积卡尔曼滤波框架下将滤波器分为若干不同初值的子滤波器,利用似然函数逐步减小初值偏差较大的子... 为提高恶劣测量环境下单站红外搜索与跟踪系统的跟踪性能,提出了一种鲁棒的高斯和容积卡尔曼滤波算法.首先,为改善滤波初值模糊问题,在容积卡尔曼滤波框架下将滤波器分为若干不同初值的子滤波器,利用似然函数逐步减小初值偏差较大的子滤波器权值;其次构建非线性程度判别量,在高非线性情况下将预测密度沿最大特征向量方向进行分割,提高滤波精度;最后利用等价权函数改善新息协方差,减小异常误差对滤波准确性和稳定性造成的影响.实验结果表明,不存在异常误差时,所提算法跟踪结果优于传统算法;存在异常误差时,传统滤波方法的精度明显降低,而所提算法依然能够得到准确可靠的跟踪结果. 展开更多
关键词 红外搜索与跟踪 容积卡尔曼滤波 高斯和滤波 等价权函数
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机载雷达与红外搜索跟踪装置的航迹融合研究 被引量:9
10
作者 谢希权 谢邦荣 李伟仁 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2002年第4期20-22,25,共4页
在单机空对空多目标攻击武器系统中 ,发射出的导弹必须可靠地分辨并截获所指定的目标 ,这对目标探测装置的数据精度提出了相应的要求。为此 ,设计了机载火控雷达与红外搜索跟踪装置的航迹融合技术结构模型 ,其中航迹关联算法基于模式相... 在单机空对空多目标攻击武器系统中 ,发射出的导弹必须可靠地分辨并截获所指定的目标 ,这对目标探测装置的数据精度提出了相应的要求。为此 ,设计了机载火控雷达与红外搜索跟踪装置的航迹融合技术结构模型 ,其中航迹关联算法基于模式相似性测度分析 ,目标状态信息融合算法基于极大似然估计。为验证模型的有效性 ,以具体装备为背景进行了仿真研究与分析 。 展开更多
关键词 机载雷达 红外搜索跟踪装置 航迹融合
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国外红外搜索跟踪系统的研制现状与发展趋势 被引量:10
11
作者 舒金龙 陈良瑜 +4 位作者 朱振福 胡文智 宋波 李军伟 车国锋 《现代防御技术》 2003年第4期47-51,共5页
主要描述了国外红外搜索跟踪(IRST)系统的研制现状,对法国、荷兰和美国以及其他国家研制的几种IRST系统的基本组成和技术指标做了简要的介绍,最后总结出了IRST系统的最新发展趋势。
关键词 红外搜索跟踪 发展趋势 IRST系统 法国 荷兰 美国 雷达 系统结构 探测头 工作波段 视场
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基于标签多伯努利滤波器的机动小目标检测前跟踪 被引量:3
12
作者 李淼 龙云利 +2 位作者 李骏 安玮 周一宇 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2016年第5期625-633,共9页
标签多伯努利(LMB)滤波器在传统多伯努利滤波器基础上引入标签空间,能够实现真正意义上的多目标轨迹级滤波.文章对红外小目标的运动和量测进行建模,将标签多伯努利应用到红外小目标检测前跟踪领域.在此基础上,为了实现对运动模型时变目... 标签多伯努利(LMB)滤波器在传统多伯努利滤波器基础上引入标签空间,能够实现真正意义上的多目标轨迹级滤波.文章对红外小目标的运动和量测进行建模,将标签多伯努利应用到红外小目标检测前跟踪领域.在此基础上,为了实现对运动模型时变目标的检测前跟踪,将交互式多模型(IMM)与LMB检测前跟踪算法相结合,提出IMM-LMB检测前跟踪算法.此外,给出了该算法的序贯蒙特卡罗实现.仿真结果表明,所提算法能够从输入的原始图像中直接实现轨迹级多目标检测和跟踪,且能够在线更新多模型概率,更好的适应多机动目标场景. 展开更多
关键词 标签多伯努利滤波器 红外搜索与跟踪 机动目标 检测前跟踪 交互式多模型
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基于修正IEKF的IRST系统多站融合跟踪 被引量:9
13
作者 张俊根 姬红兵 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2010年第3期504-507,共4页
针对红外搜索跟踪(infrared search and track,IRST)系统单站情况下的弱可观测强非线性问题,提出了一种基于修正迭代扩展卡尔曼滤波(modified iterated extended Kalman filter,MIEKF)的多站融合跟踪算法。按照高斯-牛顿迭代方法对IEKF... 针对红外搜索跟踪(infrared search and track,IRST)系统单站情况下的弱可观测强非线性问题,提出了一种基于修正迭代扩展卡尔曼滤波(modified iterated extended Kalman filter,MIEKF)的多站融合跟踪算法。按照高斯-牛顿迭代方法对IEKF中的测量更新进行修正,并推导了最大似然迭代终止条件,减小了非线性滤波的线性化误差。结合集中式融合跟踪算法,应用于IRST系统多站目标跟踪。以三站为例进行仿真研究,结果表明所提算法的跟踪性能要优于EKF和UKF。 展开更多
关键词 目标跟踪 迭代扩展卡尔曼滤波 高斯牛顿迭代 红外搜索跟踪系统
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凝视型红外搜索跟踪系统对巡航导弹作用距离分析 被引量:4
14
作者 樊祥 任彪 邓潘 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2009年第5期503-506,共4页
红外探测系统对巡航导弹进行探测预警,是拦截巡航导弹的首要条件。通过分析在3-5μm波段内,作为巡航导弹主要辐射源的蒙皮、发动机喷口和羽流的红外辐射特性,建立了凝视型红外搜索跟踪系统(IRST)对巡航导弹的作用距离模型,给出了求解... 红外探测系统对巡航导弹进行探测预警,是拦截巡航导弹的首要条件。通过分析在3-5μm波段内,作为巡航导弹主要辐射源的蒙皮、发动机喷口和羽流的红外辐射特性,建立了凝视型红外搜索跟踪系统(IRST)对巡航导弹的作用距离模型,给出了求解距离方程的正确方法,并对实例计算的结果进行了分析。 展开更多
关键词 巡航导弹 作用距离 凝视型红外搜索跟踪系统 红外辐射
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一种紧凑型折射式红外搜索/跟踪光学系统设计 被引量:10
15
作者 陈津津 赵劲松 《红外技术》 CSCD 北大核心 2008年第5期279-282,共4页
根据机载红外搜索/跟踪系统对大搜索框架角与小型化的需求,设计了一个三次成像光学系统,其像质优良,MTF达到衍射极限。对光路进行空间三维折叠,使其外形尺寸包络于一个球体内。光学系统的通光口径超过了包络球体外壳直径的52%,且球体直... 根据机载红外搜索/跟踪系统对大搜索框架角与小型化的需求,设计了一个三次成像光学系统,其像质优良,MTF达到衍射极限。对光路进行空间三维折叠,使其外形尺寸包络于一个球体内。光学系统的通光口径超过了包络球体外壳直径的52%,且球体直径约等于系统等效焦距。 展开更多
关键词 红外搜索/跟踪系统 红外光学系统 红外物镜 三次成像 搜索框架角
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透射式双波段红外搜索跟踪系统光学物镜 被引量:2
16
作者 焦明印 陈秀萍 +2 位作者 李军琪 张林 郑常青 《红外技术》 CSCD 北大核心 2016年第4期296-299,304,共5页
给出了一种适用于红外搜索跟踪系统的透射式双波段(中波/长波)光学物镜,两个波段的相对口径均为1/1.3,工作波段分别为3.7~4.8μm和7.5~10.5μm,视场为±1.75°。为提高光学透过率,物镜采用会聚光路分光,每个波段仅有4片透镜,... 给出了一种适用于红外搜索跟踪系统的透射式双波段(中波/长波)光学物镜,两个波段的相对口径均为1/1.3,工作波段分别为3.7~4.8μm和7.5~10.5μm,视场为±1.75°。为提高光学透过率,物镜采用会聚光路分光,每个波段仅有4片透镜,其中各有2片采用了衍射光学表面,实测两个波段的光学透过率(含分光镜)均大于70%。 展开更多
关键词 红外物镜 衍射光学元件 红外搜索跟踪系统
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基于扫描面阵的红外预警系统及其探测性能分析 被引量:5
17
作者 胡永生 陈钱 +1 位作者 顾国华 钱惟闲 《红外技术》 CSCD 北大核心 2008年第2期71-74,共4页
目前红外搜索跟踪(IRST)系统普遍采用红外焦平面传感器,线阵FPA使系统达到了更高的灵敏度和分辨率。然而由于线阵FPA扫描系统的固有限制,IRST系统不能实现任意方位的潜在目标跟踪,而采用面阵FPA的IRST系统可以较好的解决这些问题,但帧... 目前红外搜索跟踪(IRST)系统普遍采用红外焦平面传感器,线阵FPA使系统达到了更高的灵敏度和分辨率。然而由于线阵FPA扫描系统的固有限制,IRST系统不能实现任意方位的潜在目标跟踪,而采用面阵FPA的IRST系统可以较好的解决这些问题,但帧积分时间内探测器的扫描运动使图像存在严重的拖尾,给目标探测带来了影响。介绍了一种基于面阵FPA的全方位红外预警系统设计,并对采用线阵和面阵FPA探测器的系统性能进行了对比分析。提出通过目标能量累积技术弥补目标拖尾对面阵FPA扫描系统探测性能的影响,实验验证了能量累积技术可以使面阵IRST达到接近线阵IRST的探测距离,同时具有更低的虚警率。 展开更多
关键词 红外预警系统 面阵红外焦平面阵列 扫描系统 探测性能
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基于鲁棒H_∞滤波的多站角度测量机动目标被动跟踪 被引量:3
18
作者 吴盘龙 陈风 王宝宝 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2011年第1期17-20,共4页
建立了机动目标的多站被动红外搜索与跟踪(infrared search and tracking,IRST)系统的当前统计模型,基于该模型提出了机动目标跟踪的鲁棒H∞融合滤波算法。该算法将H∞滤波算法和集中融合跟踪算法相结合,对多站IRST测得的目标角度信息... 建立了机动目标的多站被动红外搜索与跟踪(infrared search and tracking,IRST)系统的当前统计模型,基于该模型提出了机动目标跟踪的鲁棒H∞融合滤波算法。该算法将H∞滤波算法和集中融合跟踪算法相结合,对多站IRST测得的目标角度信息进行融合,可解决被动式跟踪系统的可观测性及非线性问题,以实现对目标较高精度的定位和跟踪。以三个观测站进行跟踪为例,对一个高机动目标进行了仿真研究,仿真结果表明,该滤波算法比扩展卡尔曼滤波(extended Kalman filter,EKF)算法有更高的跟踪性能,是IRST系统中一种有效的跟踪算法。 展开更多
关键词 红外搜索与跟踪 多站 H∞滤波 集中融合
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多量级多向梯度海空复杂背景红外弱点目标检测 被引量:8
19
作者 宗思光 王江安 《应用光学》 CAS CSCD 2005年第5期25-28,共4页
由于红外图像一般带有较大的噪声,采用传统的目标检测方法效果不理想。本文提出了一种新的海空背景下受强杂波和噪声污染的红外图像弱点目标检测算法。用多个量级梯度对图像目标进行检测,并对检测的结果进行了表决融合。结果表明,基于... 由于红外图像一般带有较大的噪声,采用传统的目标检测方法效果不理想。本文提出了一种新的海空背景下受强杂波和噪声污染的红外图像弱点目标检测算法。用多个量级梯度对图像目标进行检测,并对检测的结果进行了表决融合。结果表明,基于表决融合的多量级多向梯度检测消除了云层、海浪和海天线等背景干扰,在实现高检测概率的同时,不仅可以达到较低的虚警概率,而且可检测信杂比为1的点目标。 展开更多
关键词 多向梯度 表决融合 目标检测 舰载红外警戒系统
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红外探测与追踪的双机被动定位模型 被引量:9
20
作者 郝振兴 罗继勋 +1 位作者 胡朝晖 李文超 《探测与控制学报》 CSCD 北大核心 2016年第1期28-32,共5页
针对机载红外探测与追踪(IRST)被动定位的精度低和解算速度慢及多机间信息大容量实时传输问题,提出了两种应用激光数据链传输信息的IRST双机被动定位模型。模型均基于测向交叉定位原理构建,模型一的基线距离已知,两机坐标未知;模型二的... 针对机载红外探测与追踪(IRST)被动定位的精度低和解算速度慢及多机间信息大容量实时传输问题,提出了两种应用激光数据链传输信息的IRST双机被动定位模型。模型均基于测向交叉定位原理构建,模型一的基线距离已知,两机坐标未知;模型二的两机坐标已知,基线距离未知;并对比了两种模型的特性。仿真表明,测角误差减小,两机距离增大,会提高定位精度;模型二的计算速度优于模型一,但目标高度大于1km时,模型二失效;双机与目标构成等腰三角形且两载机的交角为110°时,定位的精度最高。 展开更多
关键词 激光数据链 机载红外探测与追踪 测向交叉定位 几何精度因子
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