【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于機載告警領域，具體涉及一種基于主被動復合的全方位低虛警率實時探測方法及系統。
技術介紹
1、所有現代飛機中，直升機具有低空航空任務執行平臺的任務屬性，但同時也存在一定弱點。直升機的隱蔽性差，在低空飛行時，其明顯的紅外特征、雷達射頻特征、聲學特征很容易被地面人員發現，且直升機進行低空低速飛行或者由于任務需要進行懸停時，很容易被對方進行攻擊，若想有效保護自身，最有效的方法就是先探測到對方，做到“先發制人”；而從威助目標發射至命中僅需幾秒便可完成，留給直升機的告警反應時間極短，現有防護手段也難以有效探測到近距快速的威脅目標并做出反應。因此如何在短時間內對近距高速飛行目標進行全方位低虛警率實時探測與目標檢出顯得尤其重要。
2、現有的目標檢出算法的基本思路首先是選取空域濾波算法對灰度圖像進行背景抑制濾波，提取疑似紅外目標，提升目標信噪比，同時抑制背景噪聲等干擾；其次針對目標和虛警的不同特征設計合適的虛警抑制策略，在保證紅外日標檢出概率的同時充分抑制虛警。但由于空域濾波算法需要對目標進行增強預處理，抑制部分較弱的云虛警及地雜波虛警，需要處理的時間較長，不能滿足系統對反應時間的要求；而對于短波波段的威脅目標，目前僅通過單波段無法對威脅目標有效檢出和虛警抑制，因此，需要選取合適的濾波算法和虛警抑制手段來提高目標探測概率和降低虛警率。
技術實現思路
1、要解決的技術問題：
2、為了避免現有技術的不足之處，本專利技術提供一種基于主被動復合的全方位低虛警率實時探測方
3、本專利技術的技術方案是：一種基于主被動復合的全方位低虛警率實時探測方法，具體步驟如下：
4、通過實時探測裝置獲取目標所在區域的紅外圖像；
5、對所述紅外圖像進行差分濾波計算，得到差分圖像；
6、設定閾值，對圖像中逐個像素點進行二值化目標分割，得到二值化圖像；
7、將所述二值化圖像采用行程編碼的方法對目標進行標記融合；
8、采用序列圖像目標關聯技術進行目標位置預測和軌跡維護；威脅目標在飛行過程中運動方向及速度均表現出穩定的特征，背景雜波虛警的運動軌跡呈現出隨機性，根據該特征剔除虛警，得到候選威脅目標；
9、利用差異性特征判斷威脅目標；威脅目標發射時產生紅外特征，根據該紅外特征在實時探測裝置成像上的時空分布特點，判斷威脅目標與非威脅目標的差異性特征，進而確認威脅目標。
10、本專利技術的進一步技術方案是：所述實時探測裝置采用1000hz超高幀頻，對紅外圖像進行差分濾波計算時采用幀間差分法，不同幀對應的像素點相減，判斷灰度差的絕對值，當絕對值超過設定閾值時，即判斷為運動目標，從而實現運動目標的檢測功能。
11、本專利技術的進一步技術方案是：所述標記融合為，對于檢出的疑似像素點，在像素點周圍不斷搜索，若有其他疑似點，則不斷標記并連通直到全部像素點搜索完畢。
12、本專利技術的進一步技術方案是：所述候選威脅目標檢出后，采用雙色判斷或點火檢測的特征限定方法，進一步完成對威脅目標的檢出及虛警抑制。
13、本專利技術的進一步技術方案是：所述判斷威脅目標的過程中，威脅目標探測的雜波為地面物體的太陽光反射，基于雜波與威脅目標的光譜特征不同，采用雙波段設計對虛警進行剔除。
14、一種基于主被動復合的全方位低虛警率實時探測系統，包括沿周向設置的多個實時探測裝置和信息處理裝置，通過信息處理裝置對各實時探測裝置發送的數據進行處理，以攔截威脅目標。
15、本專利技術的進一步技術方案是：所述實時探測裝置的數量為4個，每個實時探測裝置都具有大于95°的視場，安裝于載機的四周，實現360°全方位來襲威脅目標的監視和確認。
16、本專利技術的進一步技術方案是：所述實時探測裝置包括紅外圖像獲取模塊，所述紅外圖像獲取模塊包括中波紅外光學鏡頭、中波紅外探測器、濾光輪、短波紅外光學鏡頭、短波紅外探測器；
17、所述中波紅外光學鏡頭采用f-θ等距投影成像方式，光學系統采用二次成像光路構型，用于接收視場內目標和背景的紅外輻射能量，并會聚到中波紅外探測器上進行成像；
18、所述中波紅外探測器采用中波單色紅外探測器，波段為3.7um～4.8um，面陣為640×512，以提供足夠角度分辨率；
19、所述濾光輪利用電機驅動濾光輪機構，并控制濾光輪以一定的速度勻速運行，配合中波紅外探測器進行雙色成像；
20、所述短波紅外光學鏡頭采用f-θ等距投影成像方式，光學系統采用二次成像光路構型，用于接收視場內目標和背景的紅外輻射能量，并會聚到短波紅外探測器上進行成像，兩個短波鏡頭中的濾光片透過波段分別為0.9um～1.1um、1.5um～1.7um；
21、所述短波紅外探測器采用短波單色紅外探測器，波段為0.9um～1.7um，面陣為640×512，實際有效面陣為256×204，幀頻為1000hz。
22、本專利技術的進一步技術方案是：所述實時探測裝置還包括天線陣面、雷達傳感器、頻綜收發組件、采集預處理組件；
23、所述天線陣面采用ku波段有源相控陣天線，具備二維電掃能力，能夠解析輸入的控制命令和同步時序實現對陣面的控制，形成工作所需的雷達波束；
24、所述雷達傳感器用于獲取高精度目標距離和接近速度信息。
25、所述頻綜收發組件為雷達傳感器提供基準頻率信號、發射激勵波形信號，并且接收目標回波信號，進行頻率變換，用于后續的信號采集和處理；頻綜收發組件具有激勵波形信號發射、頻率變換、增益控制、濾波、自檢測功能；
26、所述采集預處理組件能夠進行回波采集和信號處理，采集頻綜收發組件發送的基準時鐘信號，采集后的數據再進行脈沖壓縮、pd處理、空時處理、目標檢測信號處理。
27、本專利技術的進一步技術方案是：所述實時探測裝置通過數據傳輸總線與信息處理裝置互聯。
28、有益效果
29、本專利技術的有益效果在于：本專利技術通過實時探測裝置對載機四周進行全方位探測，并將探測數據傳輸至信息處理裝置，通過信息處理裝置進行數據處理，以實現對威脅目標的確認，根據確認目標可以進行目標物的告警或攔截。具體優勢如下：
30、1.本專利技術中采用了幀間差分算法，可以利用設備的1000hz超高幀頻監測相鄰兩幀間的背景變化，由于威脅目標在點火的瞬間發動機會發出大量的熱，在視場范圍內將會看到一個亮度、大小及信噪比在短時間內迅速增加的點目標，這一特征明顯區別于空地復合背景中的熱源。此外，由于探測器本身對場景探測的灰度值也有浮動，設定相應限制，若特定本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種基于主被動復合的全方位低虛警率實時探測方法，其特征在于具體步驟如下：
2.根據權利要求1所述一種基于主被動復合的全方位低虛警率實時探測方法，其特征在于：所述實時探測裝置采用1000HZ超高幀頻，對紅外圖像進行差分濾波計算時采用幀間差分法，不同幀對應的像素點相減，判斷灰度差的絕對值，當絕對值超過設定閾值時，即判斷為運動目標，從而實現運動目標的檢測功能。
3.根據權利要求1所述一種基于主被動復合的全方位低虛警率實時探測方法，其特征在于：所述標記融合為，對于檢出的疑似像素點，在像素點周圍不斷搜索，若有其他疑似點，則不斷標記并連通直到全部像素點搜索完畢。
4.根據權利要求1所述一種基于主被動復合的全方位低虛警率實時探測方法，其特征在于：所述候選威脅目標檢出后，采用雙色判斷或點火檢測的特征限定方法，進一步完成對威脅目標的檢出及虛警抑制。
5.根據權利要求1所述一種基于主被動復合的全方位低虛警率實時探測方法，其特征在于：所述判斷威脅目標的過程中，威脅目標探測的雜波為地面物體的太陽光反射，基于雜波與威脅目標的光譜特征不同，采用雙波段設計對
6.一種基于主被動復合的全方位低虛警率實時探測系統，用于實施權利要求1-5任一項所述基于主被動復合的全方位低虛警率實時探測方法；其特征在于：包括沿周向設置的多個實時探測裝置和信息處理裝置，通過信息處理裝置對各實時探測裝置發送的數據進行處理，以攔截威脅目標。
7.根據權利要求6所述一種基于主被動復合的全方位低虛警率實時探測系統，其特征在于：所述實時探測裝置的數量為4個，每個實時探測裝置都具有大于95°的視場，安裝于載機的四周，實現360°全方位來襲威脅目標的監視和確認。
8.根據權利要求7所述一種基于主被動復合的全方位低虛警率實時探測系統，其特征在于：所述實時探測裝置包括紅外圖像獲取模塊，所述紅外圖像獲取模塊包括中波紅外光學鏡頭、中波紅外探測器、濾光輪、短波紅外光學鏡頭、短波紅外探測器；
9.根據權利要求8所述一種基于主被動復合的全方位低虛警率實時探測系統，其特征在于：所述實時探測裝置還包括天線陣面、雷達傳感器、頻綜收發組件、采集預處理組件；
10.根據權利要求6所述一種基于主被動復合的全方位低虛警率實時探測系統，其特征在于：所述實時探測裝置通過數據傳輸總線與信息處理裝置互聯。
...【技術特征摘要】
1.一種基于主被動復合的全方位低虛警率實時探測方法，其特征在于具體步驟如下：
2.根據權利要求1所述一種基于主被動復合的全方位低虛警率實時探測方法，其特征在于：所述實時探測裝置采用1000hz超高幀頻，對紅外圖像進行差分濾波計算時采用幀間差分法，不同幀對應的像素點相減，判斷灰度差的絕對值，當絕對值超過設定閾值時，即判斷為運動目標，從而實現運動目標的檢測功能。
3.根據權利要求1所述一種基于主被動復合的全方位低虛警率實時探測方法，其特征在于：所述標記融合為，對于檢出的疑似像素點，在像素點周圍不斷搜索，若有其他疑似點，則不斷標記并連通直到全部像素點搜索完畢。
4.根據權利要求1所述一種基于主被動復合的全方位低虛警率實時探測方法，其特征在于：所述候選威脅目標檢出后，采用雙色判斷或點火檢測的特征限定方法，進一步完成對威脅目標的檢出及虛警抑制。
5.根據權利要求1所述一種基于主被動復合的全方位低虛警率實時探測方法，其特征在于：所述判斷威脅目標的過程中，威脅目標探測的雜波為地面物體的太陽光反射，基于雜波與威脅目標的光譜特征不同，采用雙波段設計對虛警進行剔除。
6.一種...
【專利技術屬性】
技術研發人員：張琦，曹靜，崔茅，徐亮，周德召，蔡猛，
申請(專利權)人：中國航空工業集團公司洛陽電光設備研究所，
類型：發明
國別省市：
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