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《国防科学技术大学》 2010年
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捷联平台成像末制导关键技术研究

张路  
【摘要】:随着现代红外成像探测技术和制导控制技术的发展,红外成像末制导技术在动能拦截武器和精确制导武器中越来越多地得到应用。利用捷联安装的惯性设备获取成像平台实时姿态信息,并与成像器采集的图像信息复合,以提取目标在惯性空间中的运动信息,并据此进行检测、跟踪等制导信息处理的做法,是一种新的思路,可能成为未来成像末制导信息处理的重要发展方向。 本文以捷联平台红外成像末制导信息处理系统为主要研究对象,围绕系统设计中的“凝视成像惯性解耦技术”、“杂波背景中运动平台成像小目标检测技术”、“近距离成像复合跟踪技术”、“实时信息处理系统设计技术”四大内容展开研究。 成像平台自身运动常使目标成像偏离理论位置,形成不规律的运动轨迹,使后续信息处理系统无法有效分析和利用目标运动信息。通过分析目标图像与成像平台运动的耦合关系,提出了对成像平台姿态运动的精确解耦算法;针对精确解耦算法计算量较大的问题,在小姿态转角的前提下,提出了一种简化解耦算法,并对解耦算法的误差构成和传播特性进行了分析。惯性解耦算法具有精度高,可靠性强的特点,其简化算法还具有结构简单、易于硬件加速的优点。 背景杂波抑制和对弱小目标的积累关联是末制导系统小目标检测的关键问题。针对传统空域自适应滤波算法仅利用单方向背景相关性进行背景预测的不足,从多个方向对图像背景进行自适应预测和加权融合,得到了一种基于二维自适应最小均方滤波器(TDLMS)的邻域滤波融合背景预测算法,改善了传统空域滤波算法在杂波边缘虚警率较高的问题。针对成像平台运动导致的无法对目标进行有效关联积累的问题,提出了一种基于递推解耦和最小二乘(LS)预测轨迹关联的小目标检测算法,算法利用两帧图像之间的姿态转角解耦,在保持目标图像运动相关性的同时避免了进行大角度解耦,保证了关联检测算法的精度和实时性。 当目标与成像器距离较近时,目标像的轨迹呈现出较强的非线性特性。针对线性跟踪算法在近距离跟踪时失效的问题,论文提出了一种纯角度跟踪的系统模型,并分别采用扩展卡尔曼滤波(EKF)算法和无味卡尔曼滤波(UKF)算法进行了滤波跟踪,能有效地跟踪近距离成像的目标视线角;目标距离较近时,图像特征信息是一种有效的跟踪信息,针对红外图像特征单一、易受干扰的问题,通过对目标区域图像的非线性再量化和多核级联、核窗尺度自适应更新技术,得到了一种改进的均值位移跟踪算法;结合两种算法的优势,在惯性空间将目标观测角滤波结果和二维图像跟踪结果相结合,得到了一种“纯角度滤波预测”+“特征匹配跟踪”的复合跟踪方案。 结合某重大项目中“XX红外导引头信息处理机”的研制,讨论了成像末制导信息处理系统的软硬件结构划分,设计了核心任务的调度方法以及关键算法的硬件加速逻辑。实验结果表明,系统具有精度高、响应快的特点。
【学位授予单位】:国防科学技术大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TJ765.3

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【引证文献】
中国期刊全文数据库 前2条
1 胡旭峰;唐永鹤;卢焕章;;多运动平台红外场景仿真[J];光电工程;2012年06期
2 许敬;张合;郑鹏飞;崔业兵;;光电成像探测中目标方位测量方法[J];强激光与粒子束;2013年03期
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 陈剑平;分布式探测器红外目标数据关联技术研究[D];国防科学技术大学;2011年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李全运,宋建梅;捷联寻的制导系统滤波器设计[J];兵工学报;2005年02期
2 余杨;张洪钺;;圆锥运动及其影响的3种描述方法[J];北京航空航天大学学报;2008年08期
3 曲从善;许化龙;谭营;;非线性贝叶斯滤波算法综述[J];电光与控制;2008年08期
4 钱立志;王曙光;张江辉;陈翠华;;一种弹载视频图像实时消旋方法[J];弹箭与制导学报;2009年03期
5 朱士青;廖瑛;雷明兵;杨雪榕;;两轴稳定雷达导引头解耦方案研究[J];弹箭与制导学报;2009年05期
6 张岩,高文春,龙腾;球坐标系中的战术导弹跟踪[J];电子学报;2001年06期
7 杨卫平,李吉成,沈振康;图像抖动条件下跟踪数据的处理技术[J];电子学报;2001年09期
8 袁泽剑,郑南宁,贾新春;高斯-厄米特粒子滤波器[J];电子学报;2003年07期
9 王平;张焱;沈振康;;运动平台成像系统弱目标检测方法[J];电子学报;2006年12期
10 潘吉彦;胡波;张建秋;;抑制模板漂移的目标跟踪算法[J];电子学报;2009年03期
中国博士学位论文全文数据库 前5条
1 钟平;机载电子稳像技术研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2004年
2 张兵;光学图像末制导中的点目标检测与识别算法研究[D];国防科学技术大学;2005年
3 杨磊;复杂背景条件下的红外小目标检测与跟踪算法研究[D];上海交通大学;2006年
4 姬伟;陀螺稳定光电跟踪平台伺服控制系统研究[D];东南大学;2006年
5 张焱;地面背景下成像目标跟踪技术研究[D];国防科学技术大学;2008年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 罗志灶;周赢武;郑忠楷;;二值图像连通域标记优化算法[J];安庆师范学院学报(自然科学版);2010年04期
2 成兰;;基于小波分析的红外弱小目标检测算法[J];安阳工学院学报;2008年04期
3 张晓倩;易建政;蔡军锋;;基于巡航导弹攻击的国防洞库防护技术[J];地下空间与工程学报;2008年01期
4 孙立辉;周兵;应家驹;陈娅冰;王永仲;;基于边缘检测的超大空域红外背景抑制算法[J];半导体光电;2008年03期
5 张进;王万平;吴钦章;;基于光电跟踪系统的联合Kalman滤波器算法研究[J];半导体光电;2008年04期
6 许大浦,姜丽璠;论85-ⅡAP坦克陀螺仪组性能改进[J];兵工学报(坦克装甲车与发动机分册);1999年03期
7 姚红萍,张诚光;火控光电仪伺服系统的研制[J];兵工自动化;2002年02期
8 李利荣,张桂林;基于小波变换的小目标检测[J];兵工自动化;2004年06期
9 尹小杰;朱斌;樊键;;无迹Kalman滤波器及其目标跟踪应用[J];兵工自动化;2006年08期
10 曾勇;谭红力;黄新生;;基于神经网络的捷联惯导系统温度补偿[J];兵工自动化;2006年09期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 曾宪伟;方洋旺;伍友利;王洪强;刘加丛;;一种新的最优制导律[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
2 陈莹;吴定会;;多传感车道检测及目标跟踪的新型融合方法[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
3 高媛;张鹏;贾文静;邓自立;;自校正分量解耦信息融合Kalman平滑器[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
4 陈晨;陈杰;张娟;;网络化控制系统及其在火控系统中的应用研究[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
5 甄子洋;王志胜;;时滞MIMO系统的信息融合解耦补偿器设计[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
6 廖永汉;郭云飞;彭冬亮;;无源声探测目标跟踪算法[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
7 黄慧敏;文成林;徐晓滨;;机载ISAR距离跟踪建模及其非线性滤波研究[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
8 王志胜;甄子洋;;随机大系统的信息融合最优分散控制[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
9 孙小君;邓自立;;带观测时滞的多传感器多通道ARMA信号信息融合Wiener滤波器[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
10 王鹏;张迎春;;基于星敏感器/红外地平仪的自主导航方法研究[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 乔梁;信源定位的可观测性及跟踪技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
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4 丁国强;惯性导航系统传递对准技术关键问题研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
5 王小旭;非线性SPKF滤波算法研究及其在组合导航中的应用[D];哈尔滨工程大学;2010年
6 孙明;基于小波和迟滞的混沌神经网络及其应用[D];哈尔滨工程大学;2010年
7 丁继成;弱信号条件下GPS接收机关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
8 杨萌;非线性滤波及在惯导系统传递对准中应用研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
9 蒋鼎国;无线传感器网络农业信息监控系统设计与数据融合研究[D];江南大学;2010年
10 杨红;污水生化处理的智能建模与优化控制策略应用研究[D];华南理工大学;2010年
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1 余熠;基于SOC估计算法的电动汽车充电器设计[D];安徽工程大学;2010年
2 江民俊;弹上遥测系统若干关键智能传感器信息测量及融合研究[D];南昌航空大学;2010年
3 张海峰;空间三维信息重构与飞行器路径规划[D];山东科技大学;2010年
4 焉杰;多传感器时滞系统信息融合及其仿真[D];山东科技大学;2010年
5 成志新;无气泵动态血压监测系统设计[D];山东科技大学;2010年
6 李光;基于均值偏移的视频目标跟踪、检测算法研究及系统实现[D];浙江理工大学;2010年
7 张西雅;基于信息融合的汽车防追尾避撞目标识别研究[D];郑州大学;2010年
8 裴银肖;贝叶斯博弈信息融合模型及算法的研究和应用[D];郑州大学;2010年
9 孙波;船用稳定跟踪平台关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
10 魏纪锋;基于Jerk模型的高机动目标跟踪算法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 赵铁成;张勇;韩曜旭;;单目视觉测量系统质心定位算法[J];测绘工程;2010年02期
2 何友,陆大,彭应宁,高志永;多传感器数据融合系统中两种新的航迹相关算法[J];电子学报;1997年09期
3 陈尚锋,陈华明,卢焕章;基于加权动态规划和航迹关联的小目标检测技术[J];国防科技大学学报;2003年02期
4 李克新;丛明煜;张伟;曹移明;鲍文卓;;深空背景点目标红外序列图像生成[J];光学精密工程;2009年12期
5 赵勋杰,高稚允;光电被动测距技术[J];光学技术;2003年06期
6 邢强林,黄惠明,熊仁生,于涛;红外成像探测系统作用距离分析方法研究[J];光子学报;2004年07期
7 何友,黄晓冬;基于模糊综合决策的航迹相关算法[J];海军工程学院学报;1999年04期
8 何友,谭庆海,蒋蓉蓉;多传感器综合系统中的航迹相关算法[J];火力与指挥控制;1989年01期
9 钱惟贤;陈钱;顾国华;张强;;凝视型红外热像仿真技术研究[J];红外;2006年06期
10 林两魁;谢恺;徐晖;安玮;;中段弹道目标群的红外成像仿真研究[J];红外与毫米波学报;2009年03期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 黄友澎;多传感器多目标航迹相关与数据合成若干关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 陈尚锋;基于加权动态规划的小目标检测算法研究[D];中国人民解放军国防科学技术大学;2002年
2 赵赓;基于图像信息的被动测距关键技术研究[D];西安电子科技大学;2009年
3 张开锋;分布式孔径探测技术研究[D];国防科学技术大学;2008年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 邹东明,刘栖山,陈长青,郭劲;舰载光电跟踪设备视轴稳定分析[J];兵工自动化;2003年01期
2 纪明;高精度光电二级稳定系统的运动隔离和补偿分析[J];兵工学报;1996年04期
3 阎洁,唐建中,史维祥,吴凤高;FUZZY控制在舰载雷达稳定平台伺服系统中的应用[J];兵工学报;1999年02期
4 罗护,范大鹏,张智勇,吴正洪;两轴陀螺稳定系统中陀螺安装的几种方法[J];兵工学报;2005年03期
5 王养柱,崔中兴;捷联惯导系统圆锥补偿算法研究[J];北京航空航天大学学报;2001年03期
6 魏晓虹;张春熹;朱奎宝;;一种高精度角速率圆锥补偿算法[J];北京航空航天大学学报;2005年12期
7 谷素梅;小型光学惯性稳象跟踪系统的研究[J];北京理工大学学报;1991年04期
8 时永刚,赵跃进,韩绍神,刘明奇;混合编程技术在电子稳像中的应用[J];北京理工大学学报;2001年02期
9 冯培业,董宁,张宇河;天地景投影伺服系统控制算法的改进[J];北京理工大学学报;2002年03期
10 宋建梅;郑建强;;平方根滤波在捷联寻的制导系统中的应用研究[J];北京理工大学学报;2006年06期
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 李红艳;图像低信噪比小目标检测与跟踪算法研究[D];西安电子科技大学;2000年
2 王连明;机载光电平台的稳定与跟踪伺服控制技术研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2002年
3 郭福成;基于运动学原理的单站无源定位与跟踪关键技术研究[D];中国人民解放军国防科学技术大学;2002年
4 陈颖;序列图像中微弱点状运动目标检测及跟踪技术研究[D];电子科技大学;2003年
5 艾斯卡尔;红外搜寻与跟踪系统关键技术研究[D];电子科技大学;2003年
6 徐军;红外图像中弱小目标检测技术研究[D];西安电子科技大学;2003年
7 张志龙;基于遥感图像的重要目标特征提取与识别方法研究[D];国防科学技术大学;2005年
8 曾鹏鑫;动态场景下多运动目标检测及跟踪方法研究[D];东北大学;2005年
9 胡硕;基于小波理论的目标检测与快速目标跟踪算法研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2006年
10 李安平;复杂环境下的视频目标跟踪算法研究[D];上海交通大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前4条
1 刘海峰;运动估值快速匹配算法的研究[D];西安电子科技大学;2002年
2 陈尚锋;基于加权动态规划的小目标检测算法研究[D];中国人民解放军国防科学技术大学;2002年
3 于雪莲;复杂背景条件下红外运动目标的实时探测和跟踪技术[D];南京理工大学;2004年
4 黄林梅;低信噪比红外弱小运动目标先跟踪后检测(TBD)的检测方法研究[D];华中科技大学;2004年
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1 王树魁;;国外炮兵弹药发展的新特点(下)[J];现代兵器;1996年08期
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3 马春艳;刘莉;杜小菁;高庆丰;;末制导炮弹初始滚转角的确定[J];弹箭与制导学报;2005年S4期
4 张洪岩;刘宝刚;宋海涛;;末制导炮弹综述[J];四川兵工学报;2008年06期
5 张祥林;末制导炮弹作战中的目标发现与目标指示[J];军事运筹与系统工程;1998年03期
6 余文力,孙新利,李芳;末制导炮弹对轻装甲车辆毁伤效能计算机模拟[J];弹箭与制导学报;2002年04期
7 方艳艳,柴金华;美俄激光末制导炮弹的对比分析[J];制导与引信;2004年03期
8 丛明煜,邵成勋;末制导炮弹导引头陀螺随动跟踪装置动力学特性的分析[J];弹箭与制导学报;2000年01期
9 陆兵;;灵巧炮弹[J];惯性世界;1999年04期
10 徐令昌,刘逸芃;末制导炮弹滚转控制与计算机仿真[J];战术导弹技术;1988年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 贺有;罗举平;;提高末端制导炮弹激光指示器的电磁防护能力[A];2008年激光探测、制导与对抗技术研讨会论文集[C];2008年
2 潘伟;伞冶;王国喜;兰斌;;制导弹药研制工程仿真的现状及发展趋势[A];2007中国控制与决策学术年会论文集[C];2007年
3 周渊深;;双馈风力发电机转子交叉耦合电压的解耦研究[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
4 张珂珂;王志燊;王永骥;刘磊;;基于BP网络的飞行器解耦设计[A];中南六省(区)自动化学会第二十九届学术年会论文集[C];2011年
5 杭鲁滨;王彦;杨廷力;;并联机器人机构解耦准则研究[A];制造业与未来中国——2002年中国机械工程学会年会论文集[C];2002年
6 金伟;李焱;吴波;;全动翼面操纵系统刚度解耦颤振模型设计技术[A];第八届全国空气弹性学术交流会会议论文集[C];2003年
7 周渊深;朱希荣;;风力发电机转子电流交叉耦合电压的多自由度内模解耦研究[A];Proceedings of 2010 Chinese Control and Decision Conference[C];2010年
8 靳慧敏;田彦涛;陈虹;王光辉;;三容系统解耦及液位控制[A];2000中国控制与决策学术年会论文集[C];2000年
9 李华;王安娜;常瑛琦;;无漂移对称非线性系统的解耦[A];2001中国控制与决策学术年会论文集[C];2001年
10 蔡金亮;梁伟平;;基于BP神经网络的球磨机自动控制系统[A];中国计量协会冶金分会2009年年会论文集[C];2009年
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1 本报专稿 李思;反制导弹——中口径舰炮再度兴起[N];世界报;2009年
2 路庆和;高科技炮弹家族[N];中国质量报;2002年
3 路庆和;高科技炮弹家族[N];科技日报;2000年
4 本报记者 李佳师;李实恭:和谐社会需要和谐计算[N];中国电子报;2010年
5 罗山爱;迫击炮:波“犀牛”要闯阿富汗[N];中国国防报;2010年
6 徐新 项志明 本报记者 唐先武;与未来战争“零距离”接触[N];科技日报;2004年
7 李永福 贾鲲 记者 于莘明;我国建成高新技术武器试验靶场[N];科技日报;2004年
8 BEA系统(中国)有限公司产品市场经理 宋传宁;给SOA加上事件触发器[N];中国计算机报;2007年
9 ;双馈变速恒频风力发电技术研制成功[N];今日信息报;2004年
10 记者 靳辉;广东移动探索OSS新方向[N];通信产业报;2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张路;捷联平台成像末制导关键技术研究[D];国防科学技术大学;2010年
2 贺柏根;电视末制导自动目标识别研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2012年
3 计长安;基于PRIC理论的图像信息技术研究[D];上海交通大学;2006年
4 王启志;工程解耦控制系统的研究[D];华侨大学;2002年
5 赵晓彦;类土质边坡特性及其锚固设计理论研究[D];西南交通大学;2005年
6 刘大全;考虑温粘热效应的滑动轴承非线性油膜力模型研究及其应用[D];复旦大学;2005年
7 刘方;电力系统动态最优潮流的模型与算法研究[D];重庆大学;2007年
8 刘方;关于电力系统动态最优潮流的几种模型与算法研究[D];重庆大学;2007年
9 刘羡飞;磁悬浮开关磁阻电机基本参数与控制方法的研究[D];江苏大学;2008年
10 孔亚广;造纸过程先进控制算法及其软件实现[D];浙江大学;2002年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李桂成;激光末制导炮弹作战效能分析及应用研究[D];南京理工大学;2002年
2 陈光跃;末制导炮弹控制系统总体设计与仿真[D];南京理工大学;2005年
3 李新利;神经网络在线解耦算法的研究[D];华北电力大学;2001年
4 刘洋;直线伺服六位置环虚拟轴数控机床的解耦研究[D];沈阳工业大学;2002年
5 杨丽;神经网络PID在协调控制系统中的应用[D];华北电力大学(河北);2006年
6 施燕美;基于自抗扰技术的协调控制系统研究[D];华北电力大学(河北);2007年
7 刘雪冬;主动磁悬浮力耦合的软件解耦及其控制系统研究[D];武汉理工大学;2003年
8 李海斌;汽车动力总成悬置系统研究及软件开发[D];河北工业大学;2006年
9 马选宏;交流电弧炉电极智能控制器研究[D];西安理工大学;2006年
10 靳蒙;三轴液压角振动台的控制研究[D];哈尔滨工业大学;2007年
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