多波段复合探测信息融合方法研究

论文摘要

复杂环境下目标探测与识别是智能武器系统的关键技术。现实战场环境中单一探测体制已无法满足强干扰条件下的目标探测要求,复合探测体制成为当前近场探测领域的研究热点。目前军事领域中,激光探测技术和红外探测技术被广泛应用于战场目标探测与识别,通过这两种光电探测体制的复合,能够有效解决激光抗烟尘能力不足以及红外探测易被背景干扰的缺点,提高战场中目标识别的可靠性。本文以弹载32元线阵激光/红外复合扫描成像引信为研究对象,针对该系统在近场探测条件下对装甲目标的融合识别问题,分析了线阵激光/红外复合扫描成像机理和成像特点,研究了目标的多波段信息特征,提出了基于图像帧间关联的多波段信息时空融合算法。首先对激光近场传输特性和目标热辐射特性进行分析,确定了激光与红外的工作波段。结合推扫式扫描成像原理,建立了线阵激光/红外复合扫描成像模型,研究了线阵激光/红外复合探测引信成像的帧参数与图像分辨率,提取了典型目标的顶部轮廓特征和热辐射特征。基于这两类特征构造了 2个BP神经网络,分别获得了激光/红外两种探测方式对目标的初步判别结果。根据近场探测条件下不同信息融合层次的特点,采用了多波段复合探测的信息时空融合策略,研究了基于D-S证据理论的多波段信息空间域融合算法,并且通过将两帧图像之间的目标进行关联,对多波段信息进行时域融合。最后采用图像帧间关联的多波段信息时空融合算法,得到了激光/红外复合探测时对目标的最终融合识别结果。实验采集得到了线阵激光/红外对装甲目标的探测数据,通过模拟引信的实际战场扫描过程,获得了包含目标信息的帧图像。对基于图像帧间关联的多波段信息时空融合算法仿真结果表明,其目标正确识别率约为90.0%,比空间域融合获得目标正确识别率平均要高约10%,验证了该算法的有效性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
•   1.1 研究背景
•   1.2 国内外研究现状
•     1.2.1 激光/红外双波段复合探测技术现状
•     1.2.2 多传感器信息融合技术现状
•   1.3 研究目的及意义
•   1.4 论文主要研究内容及结构安排
• 2 多波段复合探测成像机理研究
•   2.1 弹载激光/红外复合探测技术
•     2.1.1 复合探测原理及特点
•     2.1.2 弹载近场激光/红外工作波段选择
•   2.2 双列线阵激光/红外扫描成像机理研究
•     2.2.1 线阵探测器扫描成像原理
•     2.2.2 双列线阵激光/红外扫描成像机理
•   2.3 双列线阵激光/红外扫描成像帧参数与图像分辨率
•     2.3.1 图像帧长度
•     2.3.2 图像取帧时间间隔
•     2.3.3 图像分辨率
•   2.4 本章小结
• 3 装甲目标多波段信息预处理方法研究
•   3.1 装甲目标多波段信息特征提取
•     3.1.1 装甲目标顶部三维轮廓空间分布特征
•     3.1.2 装甲目标热辐射特征
•   3.2 神经网络预处理目标识别原理及算法
•     3.2.1 BP神经网络分类识别原理
•     3.2.2 基于目标特征的BP神经网络构造
•     3.2.3 基于BP神经网络的目标识别算法
•   3.3 多波段信息预处理仿真及结果分析
•   3.4 本章小结
• 4 多波段复合探测信息融合方法研究
•   4.1 多波段复合探测信息融合方案
•     4.1.1 多波段信息融合层次结构
•     4.1.2 激光/红外复合探测融合识别过程建模
•     4.1.3 激光/红外复合探测信息时空融合结构
•   4.2 多波段复合探测信息空间域融合
•     4.2.1 D-S证据信息融合原理
•     4.2.2 基于D-S证据理论的多波段信息空间域融合算法
•   4.3 多波段复合探测信息时空融合
•     4.3.1 图像帧关联
•     4.3.2 权系数加权的证据重新合成
•     4.3.3 基于图像帧间关联的多波段信息时空融合算法
•   4.4 本章小结
• 5 实验及仿真
•   5.1 装甲目标数据采集
•   5.2 算法仿真及结果分析
•   5.3 小结
• 6 总结
•   6.1 完成的研究工作
•   6.2 形成的研究结论
•   6.3 展望
• 参考文献
• 攻读硕士期间发表的论文
• 致谢

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 邹子强

导师: 刘星

关键词: 复合探测,特征提取,信息融合,证据理论,图像帧间关联

来源: 西安工业大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅱ辑,信息科技

专业: 物理学,武器工业与军事技术,无线电电子学,计算机软件及计算机应用

单位: 西安工业大学

分类号: TN249;TP391.41;TJ410

DOI: 10.27391/d.cnki.gxagu.2019.000127

总页数: 85

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