針對(duì)遠(yuǎn)距離掠海小目標(biāo)對(duì)比度低、容易受干擾、提取困難的問題,提出了一種紅外掠海小目標(biāo)的自動(dòng)檢測(cè)與威脅計(jì)算方法。通過對(duì)紅外成像系統(tǒng)建模分析,結(jié)合圖像海天線位置,確定目標(biāo)威脅區(qū)域,然后利用形態(tài)學(xué)濾波器抑制圖像背景,最后統(tǒng)計(jì)可疑目標(biāo)的特征信息,對(duì)可疑目標(biāo)進(jìn)行威脅程度評(píng)估,選出威脅程度最高的目標(biāo)進(jìn)行跟蹤。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該算法對(duì)海天線附近的目標(biāo)有很好的檢測(cè)效果,海面目標(biāo)威脅系數(shù)分布在0～5.104之間,且與目標(biāo)亮度、尺度和位置相關(guān),計(jì)算得到的威脅程度與人為主觀判斷符合度很高,該算法具有比較重要的參考價(jià)值。 

【文章來源】：光學(xué)與光電技術(shù). 2020,18(03)

【文章頁(yè)數(shù)】：6 頁(yè)

【部分圖文】：

算法流程框圖

紅外傳感器(C)、威脅目標(biāo)(T)和海天線(H)的幾何位置關(guān)系如圖2所示[6,7],傳感器架設(shè)高度為hc,目標(biāo)距離為D,目標(biāo)飛行高度為hT,目標(biāo)與海天線的夾角為θ,傳感器俯仰視場(chǎng)為fov,圖像俯仰分辨率為ph像素。假設(shè)地球?yàn)槔硐肭蝮w,則θ通過∠HCE和∠TCE計(jì)算得到。

根據(jù)以上公式計(jì)算得到目標(biāo)不同高度和距離在圖像中的位置曲線,如圖3所示,假設(shè)傳感器架設(shè)高度為20 m,紅外俯仰視場(chǎng)為3°,傳感器俯仰方向分辨率為256 pixel,則導(dǎo)彈不同飛高,在1～30 km不同距離時(shí),目標(biāo)在圖像上距離海天線的距離。由圖可知,目標(biāo)飛高一定時(shí),目標(biāo)距離越遠(yuǎn),目標(biāo)在圖像中越靠近海天線位置,由遠(yuǎn)及近過程中,目標(biāo)逐漸遠(yuǎn)離海天線位置。目標(biāo)飛高5 m,距離2.5 km的時(shí)候,目標(biāo)位于海天線以下23 pixel;目標(biāo)飛高5 m,距離1.4 km的時(shí)候,目標(biāo)位于海天線以下50 pixel。當(dāng)目標(biāo)飛高大于傳感器架設(shè)高度時(shí),目標(biāo)距離3～30 km,目標(biāo)均位于海天線上方的50 pixel以內(nèi)。綜上所述,掠海飛行導(dǎo)彈在較遠(yuǎn)距離3 km以外時(shí),目標(biāo)均位于海天線上下約23 pixel范圍內(nèi),該范圍為高威脅區(qū)域,是目標(biāo)搜索的重點(diǎn)區(qū)域;目標(biāo)在1～3 km 較近距離時(shí),目標(biāo)在圖像中位于海天線上下約50 pixel范圍內(nèi),該區(qū)域?yàn)橹型{區(qū)域,此時(shí)目標(biāo)已經(jīng)距離艦船很近,留給系統(tǒng)的反應(yīng)時(shí)間很短;海天線下50 pixel以外為低威脅區(qū)域,此時(shí)目標(biāo)距離艦船特別近(約2 km以內(nèi)),各區(qū)域示意圖如圖4所示。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于結(jié)構(gòu)森林邊緣檢測(cè)和Hough變換的海天線檢測(cè)[J]. 徐良玉,馬錄坤,謝燮,彭艷,彭艷青,崔建祥.  上海大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2017(01)
[2]基于二維OTSU的海天分界線提取算法[J]. 韓嘉隆,毛征,王寧,孟博.  國(guó)外電子測(cè)量技術(shù). 2016(08)
[3]基于背景抑制與特征融合的紅外微小目標(biāo)檢測(cè)[J]. 楊帆,張華.  河北工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2010(06)
[4]基于自適應(yīng)形態(tài)學(xué)Top-Hat濾波器的紅外弱小目標(biāo)檢測(cè)方法[J]. 曾明,李建勛.  上海交通大學(xué)學(xué)報(bào). 2006(01)
[5]紅外圖像掠海小目標(biāo)的檢測(cè)算法研究[J]. 劉興超,楊坤濤,李忠.  光學(xué)與光電技術(shù). 2004(06)
[6]基于帶通濾波的紅外小目標(biāo)捕獲算法研究[J]. 張金鎖,宋利權(quán),靳民會(huì),李金宗.  紅外與激光工程. 2002(04)



本文編號(hào)：3033418