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本论文研究适用于前视探测高速空中目标,控制战斗部定向起爆的导弹红外成象引信技术。它以弹载计算机为数字信息处理平台;在弹道终端共享导引头红外成象探测系统的软、硬件资源,作为引信最完善的TDD(目标探测器);采用激光近距测距和红外图象处理等多种技术措施,以实现引信对目标易损部位、起爆方位的识别和炸点的精确控制。论文具体的创新性成果如下:
1)在国内首次提出了一种能够满足第四代空空导弹要求的新型红外成象引信。该引信通过采用制导/引信一体化设计、前视窄波束激光探测等技术,为精确炸点控制提供了丰富的信息资源和较为充足的信息处理时间,使引信在复杂的背景和不同的交会条件下,通过红外图象处理,均能自动识别和定位瞄准点,自适应控制战斗部定向攻击目标的易损部位。
2)提出了一种快速飞机目标红外图象双阈值分割算法。该算法采用最大熵准则确定最佳双阈值,并依据飞机目标当前帧红外图象的统计特性,以及目标在上一帧图象中所占比例,确定双参数遗传算法的搜索空间,从而能够快速地将目标及其特定部位分割出来。
3)设计了一种复杂背景中目标边界轮廓跟踪算法。该算法依据目标图象特征,在二值图象中利用Sobel算子和特定的模板操作,自适应搜索边界起点;然后,按照每个边界点在其8邻域内的连通情况,自动寻找搜索方向,形成了完整目标边界轮廓数据集。
4)提出了一种目标局部图象瞄准点的识别和定位方法。该方法利用目标溢出视场前的红外图象序列和形心的位置矢量,建立了机轴的方向角模型。当目标溢出视场后,该方法在对目标局部图象进行MAT和Hough变换的基础上,利用轴线方向和目标跟踪信息,检测出了包含在目标局部图象中的飞机轴线,识别和定位出了作为跟踪瞄准点的飞机机头。
5)建立了一系列全新的空空导弹炸点控制模型和算法。它们依据不同的弹目交会条件,在线确定当前帧中目标易损部位的位置和速度矢量,进而计算目标易损部位的飞行剩余时间、引信的最佳延迟时间和战斗部的起爆方位角。