对空红外小目标跟踪系统研制
发布时间：2020-12-24 15:03
红外小目标的检测与跟踪是地对空预警系统里的一项核心技术。在预警过程中,目标距离红外传感器越远,在红外图像中所占的像素越少,对比度越低,因此为了尽早发现敌方目标,需要对红外小目标检测以及跟踪算法进行研究。为此,本课题研制了对空红外小目标跟踪系统。首先,对红外小目标跟踪系统进行了需求分析,并且给出了红外小目标跟踪系统的技术指标。针对需求以及系统的性能指标中对硬件平台功耗以及处理速度的要求,选择了合适的硬件平台,并且设计了红外小目标跟踪系统的总体方案。研究证明本设计能解决算法与资源不匹配的问题。其次,对硬件平台的系统资源进行了综合分析。给出红外小目标定义,并且对红外小目标检测以及跟踪算法进行了详细的分析,选择了合适的小目标检测算法。针对传统阈值分割对于经过预处理后的小目标图像分割效果差的问题,本文设计了适用于红外小目标分割的基于均值最大值的自适应阈值分割方法。并且在分析跟踪算法的基础上建立了合适的运动模型。确定了小目标检测以及跟踪算法后,对算法复杂度进行了分析,确保其可以在硬件平台上实现。并且针对云层遮挡导致目标丢失的问题,对算法进行了优化,设计了丢失重新捕获方法。试验结果表明,该算法能提升...
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
总体方案设计图
系统包含的功能模块主要有：数据传输模块、图像预处理模块、目标捕获模块以及目标跟踪模块。1.数据传输模块：该功能模块的主要作用是与外设进行信息交互，能够将红外摄像头捕获的红外小目标图像送入系统进行目标的检测以及跟踪。并且能够将检测或跟踪获得的坐标位置信息返回外设，利于外设进行进一步的处理或者进行显示。2.图像预处理模块：该模块的主要功能是能够对红外小目标图像进行预处理，抑制红外小目标图像中的背景噪声，增强红外小目标的能量，提高红外小目标图像的信杂比，为目标捕获奠定了基础。3.目标捕获模块：该模块的主要功能是对经过预处理的红外小目标图像进行目标的捕获，为目标跟踪模块提供初始的目标位置。4.目标跟踪模块：该模块的主要功能是对红外小目标进行实时、稳定的跟踪，并且能够实时的返回坐标位置。2.2.3 跟踪系统应用方案设计对空红外小目标跟踪系统的应用方案如图 2-2 所示。
-17-(d1)测试数据 4 (d2)测试数据 4 的灰度直方图图 3-1 红外小目标图像及灰度直方图分析图中的四组数据以及灰度直方图可以发现，图中(a1)以及(b1)图像上半部分为低空背景，图像受太阳辐射的影响较小，从灰度直方图也可以得出
【参考文献】：
期刊论文
[1]红外探测技术的应用与发展[J]. 李意,雷志勇,李青松. 国外电子测量技术. 2018(02)
[2]基于小波变换的自适应多模红外小目标检测[J]. 张晓露,李玲,辛云宏. 激光与红外. 2017(05)
[3]国外机载红外预警系统发展动态分析[J]. 周峰,刘建辉,郭俊,申娟. 激光与红外. 2017(04)
[4]自适应窗口的meanshift目标跟踪算法[J]. 陈菲,黄勇坚,李淑彦,张舟. 电子技术. 2016(05)
[5]红外探测技术的发展研究[J]. 杨林. 工业设计. 2016(05)
[6]美国天基红外预警系统概况与启示[J]. 孙文,王刚,姚小强,邵红菲. 传感器与微系统. 2016(04)
[7]自调整分层卡尔曼粒子滤波的快速目标跟踪（英文）[J]. 徐超,高敏,杨耀. 红外与激光工程. 2015(06)
[8]基于小波高频距离像的红外小目标检测[J]. 刘刚,徐兴元,吴催生,周珩. 计算机测量与控制. 2015(04)
[9]基于点目标连通域标记的实时特征提取及其分布式运算[J]. 于潇宇,郭玉波,陈刚,叶东. 光学学报. 2015(02)
[10]基于改进Mean-Shift算法的红外小目标跟踪[J]. 杨一帆,田雁,杨帆,黄彪. 红外与激光工程. 2014(07)
博士论文
[1]序列图像红外小目标检测与跟踪算法研究[D]. 孙继刚.中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所) 2014
[2]红外小目标检测与跟踪算法研究[D]. 魏长安.哈尔滨工业大学 2009
[3]基于注意机制的红外小目标检测与跟踪算法研究[D]. 刘云鹤.哈尔滨工程大学 2009
硕士论文
[1]视觉注意机制下的红外弱小目标显著性检测[D]. 周伟.西安电子科技大学 2017
[2]基于ARM与FPGA的红外图像注入系统的设计与实现[D]. 陈洋君.中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 2016
[3]空中红外小目标检测及硬件加速研究[D]. 孟博.北京工业大学 2016
[4]基于多核DSP的某炮位侦校雷达信号处理算法研究及实现[D]. 刘冬林.北京理工大学 2016
[5]基于DSP+FPGA的红外目标跟踪系统设计[D]. 杨荣仕.沈阳理工大学 2015
[6]复杂云背景中小目标检测的背景抑制方法[D]. 郭晗.哈尔滨工业大学 2014
[7]基于ARM的红外图像目标跟踪技术研究[D]. 易乐.电子科技大学 2014
[8]红外小目标检测研究及DSP实现[D]. 李洲.西安电子科技大学 2014
[9]基于多核DSP红外目标特征跟踪技术[D]. 胡楷.南京理工大学 2014
[10]基于粒子滤波的检测前跟踪算法研究及在GPU平台上的实现[D]. 苏金洲.电子科技大学 2013
本文编号：2935861
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
总体方案设计图
系统包含的功能模块主要有：数据传输模块、图像预处理模块、目标捕获模块以及目标跟踪模块。1.数据传输模块：该功能模块的主要作用是与外设进行信息交互，能够将红外摄像头捕获的红外小目标图像送入系统进行目标的检测以及跟踪。并且能够将检测或跟踪获得的坐标位置信息返回外设，利于外设进行进一步的处理或者进行显示。2.图像预处理模块：该模块的主要功能是能够对红外小目标图像进行预处理，抑制红外小目标图像中的背景噪声，增强红外小目标的能量，提高红外小目标图像的信杂比，为目标捕获奠定了基础。3.目标捕获模块：该模块的主要功能是对经过预处理的红外小目标图像进行目标的捕获，为目标跟踪模块提供初始的目标位置。4.目标跟踪模块：该模块的主要功能是对红外小目标进行实时、稳定的跟踪，并且能够实时的返回坐标位置。2.2.3 跟踪系统应用方案设计对空红外小目标跟踪系统的应用方案如图 2-2 所示。
-17-(d1)测试数据 4 (d2)测试数据 4 的灰度直方图图 3-1 红外小目标图像及灰度直方图分析图中的四组数据以及灰度直方图可以发现，图中(a1)以及(b1)图像上半部分为低空背景，图像受太阳辐射的影响较小，从灰度直方图也可以得出
【参考文献】：
期刊论文
[1]红外探测技术的应用与发展[J]. 李意,雷志勇,李青松. 国外电子测量技术. 2018(02)
[2]基于小波变换的自适应多模红外小目标检测[J]. 张晓露,李玲,辛云宏. 激光与红外. 2017(05)
[3]国外机载红外预警系统发展动态分析[J]. 周峰,刘建辉,郭俊,申娟. 激光与红外. 2017(04)
[4]自适应窗口的meanshift目标跟踪算法[J]. 陈菲,黄勇坚,李淑彦,张舟. 电子技术. 2016(05)
[5]红外探测技术的发展研究[J]. 杨林. 工业设计. 2016(05)
[6]美国天基红外预警系统概况与启示[J]. 孙文,王刚,姚小强,邵红菲. 传感器与微系统. 2016(04)
[7]自调整分层卡尔曼粒子滤波的快速目标跟踪（英文）[J]. 徐超,高敏,杨耀. 红外与激光工程. 2015(06)
[8]基于小波高频距离像的红外小目标检测[J]. 刘刚,徐兴元,吴催生,周珩. 计算机测量与控制. 2015(04)
[9]基于点目标连通域标记的实时特征提取及其分布式运算[J]. 于潇宇,郭玉波,陈刚,叶东. 光学学报. 2015(02)
[10]基于改进Mean-Shift算法的红外小目标跟踪[J]. 杨一帆,田雁,杨帆,黄彪. 红外与激光工程. 2014(07)
博士论文
[1]序列图像红外小目标检测与跟踪算法研究[D]. 孙继刚.中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所) 2014
[2]红外小目标检测与跟踪算法研究[D]. 魏长安.哈尔滨工业大学 2009
[3]基于注意机制的红外小目标检测与跟踪算法研究[D]. 刘云鹤.哈尔滨工程大学 2009
硕士论文
[1]视觉注意机制下的红外弱小目标显著性检测[D]. 周伟.西安电子科技大学 2017
[2]基于ARM与FPGA的红外图像注入系统的设计与实现[D]. 陈洋君.中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 2016
[3]空中红外小目标检测及硬件加速研究[D]. 孟博.北京工业大学 2016
[4]基于多核DSP的某炮位侦校雷达信号处理算法研究及实现[D]. 刘冬林.北京理工大学 2016
[5]基于DSP+FPGA的红外目标跟踪系统设计[D]. 杨荣仕.沈阳理工大学 2015
[6]复杂云背景中小目标检测的背景抑制方法[D]. 郭晗.哈尔滨工业大学 2014
[7]基于ARM的红外图像目标跟踪技术研究[D]. 易乐.电子科技大学 2014
[8]红外小目标检测研究及DSP实现[D]. 李洲.西安电子科技大学 2014
[9]基于多核DSP红外目标特征跟踪技术[D]. 胡楷.南京理工大学 2014
[10]基于粒子滤波的检测前跟踪算法研究及在GPU平台上的实现[D]. 苏金洲.电子科技大学 2013
本文编号：2935861
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