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红外图像目标识别跟踪技术及其DSP实现

杨莉  
【摘要】: 双色红外玫瑰线扫描亚成像制导是弹载末制导系统的核心,也是红 外热成像制导的一个主要研究方向。它吸收了红外制导与成像制导的优 点,以图形识别方式代替了传统的波形相关识别方式,使系统的目标形 状分辨率和探测距离都有了比较大的改进。加上它的成本低廉,便携性 好,发射方式灵活,跟踪性能优,因此,具有重要的研究价值和意义。 基于对红外扫描亚成像过程和玫瑰线扫描机理的分析,本文描述了 亚成像特征。对轮廓模糊、非完全采样的亚图像序列,着重分析其目标 识别、跟踪特征。在此基础上,提出了红外亚图像目标识别跟踪模型。 文中简述了红外亚成像目标识别DSP系统的基本功能和工作原理, 并给出在此硬件平台上编写的亚图像目标识别软件流程图。对关键模块 的DSP实现进行了详细剖析。实验结果表明,系统基本能识别出不同时 间、不同距离、不同气象条件下的亚图像目标。 受导引头尺寸的严格限制,硬件的高度集成化,小型化成为红外亚 成像目标识别系统实用性的必要条件。为了能安放进导引头,系统还必 须具有特殊的外形。据此要求、我们提出了一系列硬件改进措施,完成 了“圆环缺” 目标识别系统的设计制作,并论证其实时性与可靠性。对 系统“自举”的设计与实现进行了着重讨论。 针对识别处理软件的设计中存在较大冗余,本文重新设定“圆环缺” 系统的功能状态,详细描述其软件优化技术。结果测定显示,“圆环缺” 系统的帧处理时间由160ms减少为平均25ms,实时性得到了极大提高。 “目标的跟踪预测”是空中红外图像目标识别与跟踪系统的关键技 术。本文用一套基于WIN98和VC++6.0平台的仿真系统,模拟了四种 算法的跟踪预测效果。比较了它们的实时性能,以及在DSP系统上的可 移植性,提出采用组合预测算法最能实时跟踪目标。


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