机载红外搜索跟踪系统研究与仿真实现

发布时间：2017-03-25 14:01

  本文关键词：机载红外搜索跟踪系统研究与仿真实现，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：红外搜索跟踪系统，是一类被动式红外探测系统，它的任务是在背景辐射与其他干扰下，进行可靠性的探测、定位和连续性跟踪发射红外线的目标。由于它具有良好的隐蔽性、较强的机动性等优点，已逐渐成为现代军事领域的重要组成部分。当前对于红外搜索跟踪系统的研究，主要集中在获取目标的信息处理方面，但对系统整体性的研究比较少。本文就机载红外搜索跟踪系统，进行了系统功能性研究，并结合视景软件实现系统的仿真设计。 本文通过对机载红外搜索跟踪系统的工作原理和功能性分析，将系统划分为四大功能单元：目标和背景的红外成像、红外图像的信息处理、搜索与跟踪的扫描机制、搜索与跟踪的状态切换机制。 本文在视景仿真软件Vega的基础上，对机载红外搜索跟踪系统进行仿真研究。首先通过对红外成像理论和Vega软件的研究，设计了三维视景中目标和背景的红外成像；构建了机载IRST系统的总体架构，并在信息处理模块中，设计了逻辑上的信息处理机和航迹处理机，分别实现潜在目标的提取和目标的进一步跟踪确认的功能。其次，将包含目标的红外图像应用到信息处理中，分别研究了天空背景下和地空背景下的常用红外弱小目标的检测方法，并进行了改进，以提高目标检测的正确性和实时性；在信息处理的综合设计时，对由两个处理机组合的先检测后跟踪（DBT）的常规检测算法进行了改进，即针对本文提出的大范围搜索跟踪、粗略搜索跟踪和瞄准跟踪的三种工作状态，分别设计了相应的信息处理方法，以提高系统的实时性。再次，将信息处理后的检测结果反馈到搜索与跟踪扫描机制中，，利用Vega的观测体和观测视角等，实现了对搜索与跟踪工作状态的模拟和系统工作状态的切换。 最后，将各个功能模块进行集成，实现了机载红外搜索跟踪系统的仿真。通过对系统的实时性和功能性测试与评价，验证仿真系统的可行性和有效性。
【关键词】：目标识别 目标跟踪 Vega 扫描搜索 红外图像 视景仿真
【学位授予单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：V248.1
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-13
• 第一章 绪论13-18
• 1.1 课题的研究背景13
• 1.2 国内外研究现状13-16
• 1.3 论文的研究内容16-17
• 1.4 论文的组织结构17-18
• 第二章 机载 IRST 系统的红外成像设计和总体架构设计18-30
• 2.1 机载红外搜索跟踪系统的基础理论18-23
• 2.1.1 机载 IRST 系统的基本原理18-19
• 2.1.2 目标与背景的红外辐射19-20
• 2.1.3 红外大气传输模型20-21
• 2.1.4 红外搜索跟踪系统的作用距离21-22
• 2.1.5 红外焦平面凝视探测器成像原理22-23
• 2.2 目标和背景的红外成像设计23-29
• 2.2.1 Multigen Creator 建模23-24
• 2.2.2 Vega 平台的飞机尾焰仿真24-25
• 2.2.3 Vega 平台的红外视景仿真25-27
• 2.2.4 Vega 应用程序开发基本流程27-29
• 2.3 机载红外搜索跟踪系统总体架构设计29
• 2.4 本章小结29-30
• 第三章 机载 IRST 系统的信息处理模块设计30-52
• 3.1 机载红外图像的预处理30-33
• 3.1.1 机载红外图像预处理的算法30-31
• 3.1.2 机载红外图像预处理的性能分析31-33
• 3.2 信息处理机设计33-41
• 3.2.1 天空背景下的目标检测算法33-34
• 3.2.2 天空背景下的目标检测性能分析34-35
• 3.2.3 地空背景下的目标检测算法35-38
• 3.2.4 地空背景下的目标检测性能分析38-39
• 3.2.5 信息处理机的设计39-41
• 3.3 航迹处理机设计41-46
• 3.3.1 经典航迹关联算法41-42
• 3.3.2 改进航迹关联算法42-43
• 3.3.3 航迹关联算法比较分析43-45
• 3.3.4 航迹处理机的设计45-46
• 3.4 信息处理模块的综合设计46-51
• 3.4.1 常规信息处理模块的设计46-47
• 3.4.2 改进信息处理模块的设计47-49
• 3.4.3 信息处理模块的性能分析49-51
• 3.5 本章小结51-52
• 第四章 搜索与跟踪模块的设计与实现52-61
• 4.1 搜索原理52-53
• 4.1.1 搜索图形52
• 4.1.2 常用的扫描系统52-53
• 4.1.3 状态的切换53
• 4.2 跟踪原理53-54
• 4.3 搜索跟踪设计与实现54-60
• 4.3.1 搜索路径设计54-57
• 4.3.2 搜索跟踪在 Vega 中的设计与实现57-60
• 4.4 本章小结60-61
• 第五章 机载 IRST 系统总体设计与实现61-79
• 5.1 机载 IRST 系统的仿真设计61-65
• 5.1.1 机载 IRST 系统的通信结构61-62
• 5.1.2 机载 IRST 系统的总控制台类图62-63
• 5.1.3 机载 IRST 系统的异地信息处理类图63-64
• 5.1.4 机载 IRST 系统的信息处理的线程模块64-65
• 5.2 机载 IRST 系统的仿真实现65-70
• 5.2.1 Vega 视景仿真红外成像实现65-66
• 5.2.2 机载 IRST 系统总控制台实现66-69
• 5.2.3 机载 IRST 系统异地信息处理系统实现69-70
• 5.3 机载 IRST 系统仿真分析70-78
• 5.3.1 机载 IRST 系统的仿真过程70-74
• 5.3.2 机载 IRST 系统仿真分析74-78
• 5.4 本章小结78-79
• 第六章 总结与展望79-81
• 6.1 论文的工作总结79-80
• 6.2 研究展望80-81
• 参考文献81-85
• 致谢85-86
• 在学期间的研究成果及发表的学术论文86

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 张丙军;何红;张冲;张永明;;分布式多传感器多目标航迹关联处理算法研究[J];兵工自动化;2008年12期

2 王建霞;火控系统红外场景实时仿真技术研究[J];电光与控制;1999年04期

3 邹卫军;陈益;薄煜明;;结合目标角运动参数估计的自适应波门设计[J];电光与控制;2009年01期

4 张毅刚;曹阳;项学智;;静态背景差分运动目标检测研究[J];电子测量与仪器学报;2010年05期

5 王孝通;杨常清;徐晓刚;李博;;基于四参数仿射模型的快速运动估计算法[J];光电子.激光;2007年11期

6 陈冲;高晓光;郑景嵩;;基于层次化的机载红外搜索跟踪系统仿真[J];火力与指挥控制;2010年10期

7 张红刚,丁贤澄;IRST 系统的数学仿真研究[J];火力与指挥控制;1998年03期

8 申洋,唐明文;机载红外搜索跟踪系统(IRST)综述[J];红外技术;2003年01期

9 刘凡;肖树臣;沙俊名;陈秀健;;基于Vega粒子系统的飞机尾焰红外仿真[J];红外技术;2011年10期

10 吴晗平,易新建,杨坤涛;红外搜索系统的现状与发展趋势[J];激光与红外;2003年06期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 管志强;红外搜索系统中目标探测与识别技术研究[D];南京理工大学;2009年

  本文关键词：机载红外搜索跟踪系统研究与仿真实现，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：267279