多光谱远距离雷场探测系统的研究与设计

发布时间：2020-07-05 00:36

【摘要】：地面部队行军作战及进行战后修复时面临的最大障碍之一就是存在的地雷。一般常用的地雷探测设备仅在与地雷近距离接触时才有效,然而近距离的接触会对探测人员的生命造成严重伤害,因此对远距离探测地雷的设备进行深入研究极为必要。本文根据远距离探雷的特殊性,设计了车载式远距离雷场探测系统。该系统基于多光谱成像技术,结合可见光图像及红外图像的采集、实时显示控制等功能,对采集的图像中的地雷目标物进行识别与坐标显示,具有较高的实用价值。首先,本文通过分析探测地雷目标与目标所处的环境的光谱特性,选取可见光、近红外以及长波红外进行多光谱成像,确定理论模型。接着根据总体方案要求,对系统的硬件与软件模块进行了设计。系统硬件设计包括成像模块、电源管理模块与图像识别处理模块的设计。在系统软件设计中,本文通过对图像融合算法和模式识别算法进行了研究,为软件开发提供了图像融合与识别算法依据,并设计了一种系统坐标计算算法。其次,本文对多光谱远距离雷场探测系统样机进行了搭建。为了实现系统硬件平台中的光学系统的精确装调,本文对多光轴校正技术进行了深入研究,确定了本系统光轴平行度校正的方法,并利用该样机实现了红外图像及可见光图像的采集。在硬件平台基础上,系统软件方案实现了图像融合、目标物的识别及坐标计算。最后,本文利用样机进行了外场实验。实验结果显示,本文搭建的系统能够实现红外图像与可见光图像的有效采集及决策级融合,并最终能够有效识别出系统采集的图像中的地雷目标和显示出各目标物的坐标。
【学位授予单位】：南京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TJ517
【图文】：

多光谱远距离雷场探测系统的研究与设计

布雷车

石块,红外,晴天,温度曲线图

时间／ｈ逡逑图２．２晴天下的抛撤雷、石块和植被的红外福巧温度曲线图逡逑图２．２为晴天下的抛撒雷、石块和植被在白天８点到夜间２２点之间的红外福射温度逡逑曲线图。从图中可Ｗ看出，Ｈ者的曲线变化趋势一致，植被的温度变化幅度最小，石块逡逑的变化幅度最大，在白天接收到阳光后，Ｈ者的温度迅速上升，在中午达到最大值后开逡逑始骤降，直到夜间趋于平缓。在白天８点￣１７点间地雷、石块和植被的温度差异较大，逡逑两两之间均有２‘ＣＷ上的温差，即抛撒雷、石块和植被间的红外福射能量大有不同。而逡逑在夜间１７点￣２２点间地雷、石块和植被的温度差异较小，并且出现温度曲线相互交错的逡逑情况，即抛撒雷、石块和植被间的红外福射能量差别不大。逡逑温度化逡逑３０邋］逦逦逡逑２０逦——石块逡逑－逡逑１０邋－逡逑５邋－逡逑０逦Ｉ逦—邋１１逦ＩＩ逦Ｉ逦Ｉ逦Ｉ逦Ｉ逦Ｉ逦Ｉ逦Ｉ逦ＩＩ逦Ｉ逡逑８逦９逦１０逦１１逦１２逦１３逦１４逦１５逦１６逦１７逦１８逦１９逦２０逦２１逦２２逡逑时间／ｈ逡逑图２．３阴雨多云天气下的抛撒雷、石块和植被的红外福射温度曲线图逡逑图２．３为阴雨多云天气下的地雷、石块和植被在白天８点到夜间２２点之间的红外福逡逑射湿度曲线图。从图中可Ｗ看出，Ｈ者的曲线变化趋势一致，在白天上午温度逐渐上升，逡逑９逡逑

【参考文献】