红外跟踪系统-Read
STM32F103ZE的红外线的目标跟踪与无线测温系统(最后报告)精品
基于红外线的目标跟踪与无线测温系统报告、系统方案1、方案比较与选择1）信号采集元件的选择方案一：利用光敏电阻在不同光照强度下电阻阻值随光照强度的增强而减小的原理来提取信号。
光敏电阻比较稳定，能够很好的把光信号转变为电信号，而且经济适用；但其反应不够灵敏，而且受周围环境温度的影响比较大。
方案二：使用光敏二极管作为采光原件。
当遇到外界光照时，光敏电阻内PN 结的电子和空穴会增多从而其值会下降。
它感光性能良好，稳定而且反应速度快；但是其电流值太小，不便于信号的提取，后级需要很大的信号放大，这样就导致误差增大。
方案三：使用光敏三极管作为信号提取元件。
光敏三级管不仅采光性能灵敏稳定，而且其本身就具备电流放大作用；如果仍不能达到要求可以使用达林顿光敏三极管来放大电流。
综合考虑上述三种方案，我们最终选择方案三。
2）控制电机的选择电机布局：在圆形基架的两条对称轴线上分别设置互相垂直的两根轴X—X 和Y—丫，其中轴Y—丫与基座转动联接，轴X—X与工作平台固联并与基架转动联接，电机I通过轴X—X带动工作平台相对基架转动，电机2通过轴丫一丫带动基架相对基座转动。
轴X—X 采用背对背滚动轴承，有效地减轻了X—X 轴的剪切力。
轴丫—丫采用圆锥滚子轴承，方便地实现了转动和支撑两大功用。
方案一：直流电机，其调速控制很方便，但是旋转角度及正反转不好控制，对于本题的定位跟踪，需要很精确的角度控制，因此没有采用此方案。
方案二：减速步进电机28BYJ-48步进电机可以采用步进细分技术来实现精确定位，其正反转及速度控制灵活，但是对于本题要在空间X及丫轴方向上实现定位，就需要搭建步进电机的架构来使其在空间定位，手工搭建的平台由于连接不够紧密导致系统不稳定，因此也没有采用此方案。
方案三：云台控制，云台的架构已经搭好，且正反转控制灵活，控制电路已经在内部做好，只需让继电器切换就可以实现相应控制，因此我们选择了此方案。
3）无线传输模块方案一：采用无线红外遥控发射/接收系统。
红外传感器目标跟踪算法
收稿日期:2000203213 修订日期:20002062133基金项目:全国百篇优秀博士论文基金资助项目文章编号:100220640(2001)022*******红外传感器目标跟踪算法3王国宏1,2,毛士艺2,何 友1(11海军航空工程学院,山东烟台 264001;21北京航空航天大学,北京 100083) 摘 要:对红外传感器目标跟踪进行了系统的阐述,包括航迹起始、已知目标强度分布模型时的红外目标跟踪,对目标质心伪测量的红外目标跟踪,基于质心及质心偏移测量的红外目标跟踪,红外传感器的目标机动检测、利用图像分割和目标特征的红外目标跟踪,图像相关算法和Kal m an 滤波的红外目标跟踪,简化充分统计量的红外目标跟踪,修正球坐标系(M SC )的红外目标跟踪、利用主客观知识的红外跟踪,红外传感器的微弱信号检测与跟踪以及红外传感器检测2跟踪的联合优化等研究具有一定的参考意义。
关键词:红外传感器;目标跟踪;算法中图分类号:TN 215 TN 85016 文献标识码:AA Survey of I nfrared Target Track i ng A lgor ith mW AN G Guo 2Hong1,2,M AO Sh i 2Y i 2,H E You 1(11N aval A eronau tical E ng ineering A cad e m y ,Y antai 264001,Ch ina ;21B eij ing U niversity of A eronau tics and A stronau tics ,B eij ing 100083,Ch ina ) Abstract :A s a typ ical passive sen so r ,infrared has been w idely u sed in target track ing .A system atic su rvey of infrared target track ing is given ,including track in itiati on ,infrared track ing w ith given in ten sity p attern ,infrared track ing by u sing cen tro id calcu lati on ,and cen tro id offset calcu lati on ,m aneuvering 2detecti on based target track ing ,target track ing based on bo th i m age segm en tati on and target pattern ,target track ing by u sing i m age co rrelato r and Kal m an filter ,reduced sufficien t statistics based infrared track ing ,M SC based infrared track ing ,target track ing by u sing sub jective and ob jective know ledge ,infrared 2based w eak signal detecti on ,and jo in t op ti m izati on of infrared detecti on and track ing ,and som e key sub jects in infrared target track ing are also in troduced .Key words :infrared ,target track ing ,algo rithm引 言由于红外传感器不向空中辐射任何能量,只是通过接收目标辐射的热能对目标进行探测和跟踪的,因而不易被侦察或定位,具有较强的抗干扰能力;同时由于目标不可避免地要辐射热量,从而又为使用红外传感器对目标探测和跟踪创造了条件。
红外搜索跟踪系统的研究现状与发展趋势_刘忠领
Abstract： The advantage and the importance in military application of the infrared search and track system are introduced firstly． The main parts of the infrared search and track system are described concisely，then the infrared search and track system in the shipborne，airborne，and vehicular at home and abroad in recent two decades is summarized and the capability and peculiarity of some systems are discussed and compared． Finally，the key parts and techniques of the system，forward looking infrared system，infrared thermal imaging technology and image processing technology，whose research situation at home and abroad are analyzed and compared，the trend of development of the system and the key techniques are also presented． Key words： infrared search rrack system； shipborne； airborne； vehicular； key technology； development trend 像探测设备， 具有隐蔽性好， 不怕电子干扰， 精度高， 低空探测性能好等多种优点， 主要用于搜索跟踪空 中、 地面、 海面目标， 为近程防御武器系统提供目标 具有以下显著特点： ① 角分辨率比雷达高， 体 信息，
机载红外搜索跟踪系统（IRST）综述
机载红外搜索跟踪系统（IRST）综述
机载红外搜索跟踪系统(IRST)综述
申洋;唐明文
【期刊名称】《红外技术》
【年(卷),期】2003(025)001
【摘要】介绍了机载IRST系统的组成、功能、特点、发展及装备现状,论述了其与FLIR的区别,对新一代红外搜索跟踪系统的要求及技术发展趋势进行了预测.
【总页数】6页(13-18)
【关键词】红外技术;搜索跟踪;机载设备
【作者】申洋;唐明文
【作者单位】空军第八研究所,北京,南苑,100076;空军第八研究所,北京,南苑,100076
【正文语种】中文
【中图分类】TN216
【相关文献】
1.机载红外搜索跟踪系统综述 [J], 毕洁; 李振平
2.机载红外搜索跟踪系统及其信息处理技术的发展综述 [J], 胡磊力; 陈钰清; 周海宪; 邹盛怀
3.一种机载红外搜索跟踪系统多目标跟踪精度测试系统设计[J], 杨旭; 何江宁; 陈洪亮; 李莉
4.基于层次化的机载红外搜索跟踪系统仿真 [J], 陈冲; 高晓光; 郑景嵩
5.美国机载红外搜索与跟踪系统的发展 [J], 张延坤; 王旭。
机载红外搜索跟踪系统(IRST)综述
I RST 系统9特别是早期的第一代I RST9严格的讲
不是成像系统o一般采用工作在3 !5 "m 的中波器件探 测目标辐射o由于空中背景相对地面背景来说比较简单9
1 )抗干扰\抗隐身能力强9隐蔽性好o
可以把目标作为热点与背景分开9对目标进行搜索和跟
现代各种类型的作战飞机都把发展机载电子战技 踪sFLI R 传感器大都采用工作波长在8 !14 "m 的长波器 术和隐身技术放在突出位置9采用有源探测方式的机 件9探测目标和地面背景的温差成像o飞行员通过图像完
国外战斗机主要I RST 应用情况见附表1 9下面就 国外典型机载I RST 作一介绍G
表1 "国外典型机载红外搜索跟踪系统情况""Tab1e 1 "Typica1 I RST abrOad
型号名称
工作波段及 制造厂商
探测部位
搜索范围
探测距离
配装机种
用途
美国休斯 方位 65
AN AWG-9 3 .5 !4 .8 "m
3 "机载I RST 的发展历程与装备现状
3 .1 "机载I RST 系统的发展历程 机载I RST 的研制始于上世纪50 年代9成熟于80
14
年代9在80 年代末90 年代初大量装机使用o从系统 水平及所采用的技术来看9机载I RST 的发展可大致 划分为3 个阶段:
五六十年代的发展可以归纳为第一阶段o世界上 第一个机载I RST 系统是美国在50 年代中期为F-104 飞机研制的o系统采用单元硫化铅 (PbS )为光敏元 件9只能接受发动机尾喷口的红外辐射o由于探测距 离近9很快就随 F-104 飞机一起退役o在60 年代9美 国麦克 唐纳公司(Mc DOnna1 )为美国海军 F-4B 飞 机研制的 R1137/AAA-4 型 机 载 红 外 搜 索 跟 踪 系 统 (I RSTS)堪称这一阶段的代表o系统安装在机头下 方9工作波段3 !4 .5 "m9系统采用两个光伏型单元锑 化铟 (I nSb )器件9一个矩形探测器用于目标搜索9一 个圆形探测器用于目标跟踪9对发动机尾喷口探测距 离大于30 k m9对高空高速目标具有全方位探测能力o
红外搜索跟踪系统 (1)
红外搜索跟踪系统摘要: 首先指出红外搜索跟踪系统的在军事应用的优势和意义，介绍了红外搜索跟踪系统的主要组成部分及工作原理，然后对近年来研制的红外搜索跟踪系统进行了综述，并对系统的发展趋势进行了展望。
关键词: 红外搜索跟踪系统; 组成; 原理; 现状及发展趋势前言：红外搜索与跟踪(IRST)系统是基于红外特征全景监视设备，能够探测和跟踪低高度空中和水面威胁目标，如入侵的反舰导弹，当雷达性能下降时成为一种重要的雷达辅助设备。
IRST系统对近程监视、舰船识别、海岸成像和夜间导航都发挥很好的作用。
红外搜索系统的总体1.1红外搜索跟踪系统组成红外搜索跟踪系统一般由红外扫描头（红外传感器和扫描单元），信号处理装置，稳定平台，测角系统，导航单元，电源单元，随动伺服系统和显控台等组成。
1.1.1红外扫描头红外扫描头安装在稳定平台上，一般都装载坦克，装甲车，舰艇及飞机的外部，以接受目标的红外辐射，在俯仰位伺服单元和方位伺服单元的驱动下，实现在不同俯仰角上的连续回转水平扫描。
1.1.2信号处理装置信号处理装置通常包括实时处理和便扫描边跟踪两部分。
边扫描边跟踪红外扫描头传来的目标数据，完成目标提取，产生跟踪目标，将数据传输到武器系统。
同时对跟踪目标进行识别和相关处理。
1.1.3稳定平台稳定平台的主要作用是敏感并消除，隔离承载体的摇摆，晃动，使承载的红外扫描头稳定在地理水平面。
1.2系统工作原理红外系统中，红外传感器起着关键作用，能将红外光谱区物体的亮度分布转化为可见光的亮度分布，并显示在显示屏上，便于观测和识别。
红外搜索系统的一般工作原理是将来自目标和背景的红外辐射通过红外光学成像系统聚集于红外探测器，探测器将目标和背景的红外辐射转化成电信号。
该信号输入预处理电路，经过放大后被提供到信号处理装置，经过相关技术处理，筛选确定出目标，并对真实的目标进行威胁判断，计算目标位置，然后将目标的相关数据传输给武器系统，对目标进行拦截。
红外目标跟踪技术研究
红外目标跟踪技术研究近些年来，红外目标跟踪技术逐渐成为热门的研究方向。
这项技术可以将特定目标从背景中分离出来，对其进行跟踪和观测。
在军事、安防、航空等诸多领域都有着广泛的应用。
本文就着手研究红外目标跟踪技术的原理、应用以及新型技术发展趋势等方面进行探讨。
一、红外目标跟踪技术的原理红外目标跟踪技术是指采用红外传感器进行目标识别、跟踪和观测的技术手段。
红外传感器利用目标发射出来的红外辐射，进行无线通信和数据传输，将图像数据传输到目标跟踪系统中。
在软件分析后，系统可以将目标从背景中自动分离出来，并进行持续跟踪和观测。
二、红外目标跟踪技术的应用1.军事领域在军事领域，红外目标跟踪技术被广泛应用于导弹、飞机、舰船等各种目标的跟踪和识别。
在战场上，掌握敌方目标的位置和动态变化情况，对战争胜利有着至关重要的作用。
2.安防领域在安防领域，红外目标跟踪技术主要用于视频监控。
安装有红外摄像头的监控系统可以及时掌握监控区域内的动态变化情况，为保卫安全提供更加有效的手段。
3.航空领域在航空领域，红外目标跟踪技术可以用于无人机、卫星等飞行器的自动导航和控制，以及地球表面区域的卫星遥感等领域。
有效应用红外目标跟踪技术，可以更好地控制飞行器的运行轨迹，同时可以增强地球表面环境监测的能力。
三、新型红外目标跟踪技术的发展趋势1.深度学习技术的应用目前，深度学习技术被广泛应用于计算机视觉领域。
在红外目标跟踪技术中，深度学习技术可以用于构建更加精准和健壮的目标跟踪系统。
通过不断优化模型的训练和更新，系统的性能和鲁棒性可以得到不断提升。
2.多模态数据融合技术的发展多模态数据融合技术是指将多种数据通过不同方法进行融合，从而得到更加完整、准确的信息。
在红外目标跟踪技术中，可以将红外传感器与其他数据来源进行结合，充分利用不同传感器、各种传感器的优点，提高对目标的跟踪精度和可靠性。
例如，融合雷达数据和红外数据，可以得到更为准确的目标跟踪结果。
【Infra-redsearchandtracksystem】漫谈红外搜索和跟踪系统（IRS...
【Infra-redsearchandtracksystem】漫谈红外搜索和跟踪系统（IRS...编前语：闲扯之前，先更正一下昨日因偷懒而在发布中出现的错误：1、题图是搭载“爱立眼”系统的萨博2000预警机，而非文中主讲的“全球眼”预警机；2、最后的图注也是，应为“Erieye很帅的天使之翼”。
无他，一为偷懒，二则那张图确实很帅！感谢大师兄直斥其非、指正批评！防务菌2016.12.25红外搜索和跟踪系统（IRST）近期动态据c4isrnet报道，近日美国海军航空系统司令部授予波音公司8200万美元合同，为F/A-18E/F“超级大黄蜂”战斗机生产红外搜索和跟踪（IRST）系统。
这项工作预计在2020年1月前完成。
搭载于F/A-18E/F“超级大黄蜂”战斗机机腹的ISRT系统根据国防部合同公告，波音公司将提供12个低速率初始生产红外搜索和跟踪（IRST）系统。
IRST系统被设计用于探测机载威胁，对抗空对空导弹。
波音公司将提供12个低速率初始生产红外搜索和跟踪（IRST）系统装备于F/A-18E/F“超级大黄蜂”战斗机的红外搜索和跟踪系统（IRST）是一种被动、远距离传感器，可搜索和探测红外辐射，可同时跟踪多个目标，并提供高效空对空目标捕获能力。
搭载于ISRT系统的F/A-18E/F“超级大黄蜂”战斗机进行试飞该系统可使用户探测先进的威胁目标，即使对手装备了雷达干扰技术。
IRST可提供“先发现、先打击”能力，与飞机雷达协同工作，增强各种武器系统的性能。
主\被动探测与数据链工作模式2011年11月，波音公司就与美国海军签订了一份1.35亿美元的合同，设计并生产F/A-18E/F“超级大黄蜂”战斗机的红外搜索和跟踪系统。
按照当时的计划，红外搜索和跟踪系统将在2016年具备“初始作战能力”。
IRST系统探测头组件该合同的子合同承包商包括洛克希德·马丁公司、通用电气航空公司、Meggitt防御系统公司等。
基于红外图像的目标跟踪技术与研究
基于红外图像的目标跟踪技术与研究近年来，随着红外技术的不断发展和应用领域的扩大，基于红外图像的目标跟踪技术也逐渐受到了广泛关注。
红外图像具有独特的特点，能够在低光照条件下实现目标的准确识别与跟踪，因此在军事、安防、航天等领域具有重要的应用价值。
目标跟踪是指通过连续的图像序列，在目标被遮挡、形变、光照变化等情况下准确地获取目标的位置、速度和运动轨迹等信息。
红外图像在目标跟踪中的应用主要包括两个方面：首先是利用红外图像的独特特点进行目标的检测与识别；其次是通过目标的运动信息进行目标的跟踪与预测。
在红外图像的目标检测与识别方面，研究者们通过提取目标的纹理、形状、边缘等特征，采用机器学习算法如支持向量机、神经网络等进行分类与识别。
同时，还可以借助红外图像的温度信息，结合计算机视觉技术，实现对目标的自动检测与识别。
这些方法不仅能够在复杂背景下准确地检测目标，还具有较高的实时性和鲁棒性。
在目标的跟踪与预测方面，研究者们通过分析目标的运动特征，如速度、加速度等，结合目标的历史轨迹信息，采用滤波算法如卡尔曼滤波、粒子滤波等进行目标的连续跟踪与预测。
此外，还可以借助红外图像的背景建模与更新技术，实现对目标的自适应跟踪，提高跟踪的准确性和稳定性。
然而，红外图像的目标跟踪技术仍存在一些挑战。
首先，红外图像中目标的尺寸、形态和纹理等特征与可见光图像存在较大差异，需要寻找适合红外图像的特征描述方法。
其次，红外图像中目标与背景之间的对比度较低，容易受到光照变化、雨雪等环境干扰，导致目标跟踪的困难。
此外，红外图像的实时性要求较高，需要研发高效的算法与系统来满足实时跟踪的需求。
综上所述，基于红外图像的目标跟踪技术在军事、安防等领域具有广阔的应用前景。
未来的研究还需进一步改进目标检测与识别算法，提高目标跟踪的准确性和鲁棒性，以满足实际应用的需求。
L1L2S波段GPS地面监控系统的流程图-Read
电池帆板，全长
多波束定向天线，这是一种由12个单元构成
5.3230m20，/2/8接受日光面
的条形波束螺旋天线阵，能发射L1和L2波段
13
积7.2m2。
的信号，其波束方向图能覆盖约半个地球。
GPS卫星的核心部件
微处理器 导航电文存储器 高稳定度的原子频标 伪噪声码发生器 S波段接收机 L波段双频发射机
GPS卫星定位原理及其应用
卫星导航定位系统概论
2020/2/8
1
第一章 卫星导航定位系统概论
本章主要内容
GPS含义 卫星定位技术的发展简史 GPS的组成 GPS的特点及功能
2020/2/8
2
GPS的含义
GPS的英文全称是NAVigation Satellite Timing And Ranging /Global Position System（卫星测时测距导航 /全球定位系统），简称GPS有时也被称作NAVSTAR GPS。
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GPS的特性
GPS 系 统 的 完 善 受 控 于美 国 国 防 部 GPS 系 统 可 提 供
精 确 导 航
导 航 精 度 约 为 10 - 20 m
全 球 信 号 覆 盖 24 小 时 工 作 服 务
GPS 系 统 可 应 用 于 民 用 及军 事 领 域
2020/2/8
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GPS的优势
不 受 气 候 条 件 的 限 制 无 须 通 视 要 求 可 进 行 高 精 度 大 地 测 量 能 实 现 全 天 候 运 作 省 时 省 力
经 济 效 益 明 显 坐 标 系 统 通 用 应 用 领 域 广 泛 具 有 竞 争 力 的 价 格
2020/2/8
基于深度学习的红外目标检测与跟踪技术
基于深度学习的红外目标检测与跟踪技术一、引言随着科技的发展和应用场景的增多，机器视觉系统在工业领域中得到了广泛的应用。
红外目标检测与跟踪技术是机器视觉系统中的关键技术之一。
传统的红外目标识别技术主要依靠人工特征提取和目标识别算法，但是这种方法的准确率和鲁棒性受到很大的限制。
近年来，深度学习技术在红外目标检测与跟踪领域中取得了重大的进展，本文将对基于深度学习的红外目标检测与跟踪技术进行介绍。
二、红外目标检测技术红外相机能够接收物体发出的辐射能，因此在无光或低光环境下具有明显的优势。
红外图像在图像亮度、对比度、颜色等方面与可见光图像有很大的区别，传统的目标检测算法难以直接应用于红外图像。
为了克服这些限制，深度学习技术被应用于红外目标检测。
1. 基于卷积神经网络的红外目标检测技术卷积神经网络（CNN）是一种普遍的用于图像处理的深度学习算法。
在红外图像中，目标往往在图像背景中难以分离，因此传统的目标检测算法往往需要手动提取特征，但这种方法效率低且难以提取出有效特征。
现在，基于 CNN 的目标检测算法被广泛应用于红外图像中的目标检测和识别。
2. 基于循环神经网络的红外目标检测技术循环神经网络（RNN）是一种可以处理序列化数据的神经网络，因此适用于目标跟踪和识别。
在红外图像中，物体的形状和运动通常是关键的特征。
因此，基于循环神经网络的目标检测技术在红外图像中具有优势。
三、红外目标跟踪技术红外目标跟踪技术是指在红外图像中跟踪移动目标的位置和运动轨迹的技术。
传统的红外目标跟踪技术主要基于目标的几何特征和运动特征进行分析和跟踪。
但是这种方法存在着物体形态变化、背景干扰等问题，导致跟踪精度较差。
因此，基于深度学习的红外目标跟踪技术得到了广泛的应用。
基于深度学习的红外目标跟踪技术涉及很多算法。
其中，最为重要的包括区域卷积神经网络（RCNN）、快速 RCNN 、YOLO （You Only Look Once）检测器，等等。
红外搜索跟踪系统模型设计及军事侦查中的应用分析
红外搜索跟踪系统模型设计及军事侦查中的应用分析作者：宁成达田春艳蓝志环来源：《科技创新导报》 2014年第28期宁成达田春艳蓝志环(空军航空大学作战指挥系吉林长春 130022)摘要:红外搜索跟踪系统是以被动方式工作的，具有隐蔽性好、精度高以及低空探测性能好等优点。
同时，它还具备角度分辨率高，可进行全天候探测，可在不同环境和视场角下搜索和跟踪多个目标等特点。
该文从模型设计出发，重点分析在军事侦察中的应用。
关键词:红外搜索跟踪系统模型设计军事侦察应用中图分类号：E89 文献标识码：A 文章编号：1674-098X(2014)10(a)-0039-01红外搜索跟踪系统的功能十分强大，在军事侦查中的应用较为广泛，主要用于探测、获取和全面跟踪在背景环境或其它干扰下能够发射红外信号的物体和目标，其覆盖区域是5km以外的复杂背景和难以辨别的光源目标，可以弥补雷达探测的不足和缺陷，已成为现代军事领域中的重要武器装备之一。
1 红外搜索跟踪系统模型设计红外搜索跟踪系统是一般是由信号处理系统、稳定与瞄准系统以及红外热成像系统组成[1]。
信号处理系统：该系统是由微处理计算机、接口电路以及滤波器等组成的，其任务是获取和跟踪目标对象，并对相关数据进行处理。
稳定与瞄准系统：该系统的组成部分主要包括电子组件以及瞄准和稳定机构，其任务是观察光学装置的工作情况，稳定其瞄准线，并控制搜索视场、光学视轴等。
红外热系统：该系统由3个部分组成，分别为电子信号处理组件、探测器以及红外成像学系统，其中电子信号处理组件负责存储和处理探测器所获取的信号，探测器则可以利用自身的高透视率与量子效率采集和接收相关信号；红外成像光学系统则相当于一个窗口，可以为红外探测提供方便。
2 红外搜索跟踪系统在军事侦查中的应用2.1 空中监视红外搜索跟踪系统兼具跟踪入侵飞行器和远距离探测器特点，在空中监视过程中发挥着重要的作用，很多高速飞行与高空飞行目标为了缩短时间都需借助先进的搜索跟踪系统，不仅需保证该系统具备高灵敏性，而且需确保其能够对远距离目标对象进行监视。
红外跟踪制导
赫谢尔
Embedded System Laboratory
1.红外技术在国民经济方面的应用
红外测温仪
Embedded System Laboratory
红外遥感仪
2.军事侦察
二战以来，就对被动红外侦察进行着持续不断的研究。 早期美 国在U—2飞机上安装了红外照相机六十年代末，出现了前视红外(热 象仪)，使实时侦察能力大为增强。
红外跟踪制导的实验
器件：主要由物镜、红外滤光片、调制盘、场镜和 红外传感器构成
工作流程：
产生红外辐射 红外感受器接受
电信号 鉴 幅 鉴 相
模拟处理
进行计算处理
A/D
追踪目标
相应伺服电机 控制
传入单片机
Embedded System Laboratory
单片机系统框图
Embedded System Laboratory
Embedded System Laboratory
红外跟踪制导
Infrared tracking guidance
Embedded System Laboratory
主要内容概括
一、红外基础知识概述 二、红外技术的应用以及红外跟踪制导的内容及原理 三、红外跟踪制导的实验 四、逃脱红外跟踪制导导弹跟踪的方法
红外跟踪制导的光学实验
Embedded System Laboratory
逃脱红外线制导导弹跟踪的方法
红外线制导导弹受干扰,只要目标附近有温度和热辐射量远远超过目标本 身的红外线制导导弹就会脱离原来轨道。 1. 减少红外线信号
2. 运用被动诱饵
3. 侦测并采取主动反制措施
Embedded System Laboratory
其使手机和电脑间可以无线传输数据; 可以再同样具备红外接口的设备间进行信息交流; 同时红外接口可以省去下载或其他信息交流所发生的费用 由于需要对接才能传输信息，安全性较强
红外搜索跟踪系统的关键技术和解决途径
红 外 搜 索跟 踪 系统 的关 键 技 术 和 解 决 途 径
翟 尚礼 白俊 奇
（ 中 国电子科技 集 团公 司第二 十八研 究所 南京 ２ １ ０ ０ ０ ７ ）
摘 要 ：首先 ， 介 绍 了红 外搜 索跟踪 系统 的应 用特 点 ， 论述 了 目前 国内红 外 系统 ， 包括 光 学 系统 、 红 外传感 器和 图像 分析 处理 技 术 ３方面制 约 因素 ； 然后 ， 分析 了 目前红 外 系统存 在 的关键 性和瓶 颈 性 问题 ； 最后 ， 给 出了解决上 述 问题 的 关键 技 术 ， 提 出红 外 成像 系统新 体制 和 红 外 图像 处理 新技 术 是 提 高国 内红 外 目标探 测 能 力的有效 途径 。 关 键词 ： 红 外搜 索跟踪 系统 ；红外 系统 ；双 波段 ；虚警 率 中图分 类号 ： ＴＰ ３ ０ ２ ． １ ； ＴＰ ３ １ ９ 文献 标识 码 ： Ａ 文章 编号 ： １ ６ ７ ４ — ９ ｏ ９ Ｘ（ ２ Ｏ １ ３ ） Ｏ ６ — ０ ０ ５ ９ — ０ ６
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ：Ａｐ ｐ ｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｆ ｅ ａ ｔ ｕ ｒ ｅ ｓ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｉ ｎ ｆ ｒ ａ ｒ ｅ ｄ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ ａ ｎ ｄ ｔ ｒ ａ ｃ ｋ ｉ ｎ ｇ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ （ Ｉ ＲＳ Ｔ）ａ ｒ ｅ ｉ ｎ ｔ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｅ ｄ ．
第４ 卷 第６ 期 ２ ０ １ ３年 １ ２月
・
指挥信息系统与技术
Ｃｏ ｍｍａ ｎ ｄ Ｉ ｎ ｆ ｏ ｒ ｍａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ａ ｎ ｄ Ｔｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ
Ｖ ｏ１ ．４ Ｎ ｏ． ６
实时动态红外目标跟踪技术研究
实时动态红外目标跟踪技术研究在当前社会战争愈发复杂的环境下，红外目标跟踪技术的发展越来越引起人们的关注。
随着科技的飞速发展，实时动态红外目标跟踪技术在军事、安全、航空航天、智能交通等领域，起着越来越重要的作用。
实时动态红外目标跟踪技术的意义在于，通过对弱热辐射目标的Infrared Image进行处理，实现对目标的位置、速度等信息追踪的技术手段。
正是这种技术手段，让现代战争中的精确打击、无人机巡航、卫星指导以及市场监控等领域的应用成为可能。
为了实现实时动态红外目标跟踪技术，涉及红外目标检测和跟踪两种技术。
其中，红外目标检测技术是代表性的技术之一，它主要是通过图像处理算法，在Infrared Image中提取目标区域的轮廓特征，且不会受到外界光线等干扰。
而红外目标跟踪则是在基础的检测技术上加入跟踪算法进行扩展，实现追踪运动中的目标。
具体来说，红外目标跟踪技术主要涉及以下方面的研究：1.跟踪算法：目前，双边网络、孪生网络、Siamese网络等算法被广泛用于红外目标跟踪，这些算法不仅能够提高目标的精度和准确度，还能够在更广泛的领域得到应用。
2.目标模型：目标模型是红外目标跟踪技术的核心，良好的目标模型能够保证跟踪的效果。
研究人员利用Deep Learning等技术对各类目标进行建模，建立实时准确的目标预测与跟踪模型。
3.红外图像增强技术：由于红外图像受多种因素（如大气、遮挡等）影响，图像信息存在噪声和失真等问题。
因此，需要对红外目标跟踪图像进行增强，通过红外图像成像的技术手段，将噪声和失真降到最低，为红外目标跟踪的精度和准确度提供技术支持。
4.多目标跟踪：不同类型的红外目标往往会在同一场景中出现，且会产生重叠等情况，这种情况需要采用多目标跟踪技术。
多目标跟踪技术在处理多目标遮挡、快速移动和字符混淆等问题时，越来越被广泛应用。
总体来说，实时动态红外目标跟踪技术是一个重要的领域，它的发展不仅能够提升现代战争的精确打击水平，更为其他领域注入新的生命力。
红外目标跟踪与距离感知技术研究
红外目标跟踪与距离感知技术研究红外目标跟踪与距离感知技术研究近年来，随着红外技术的快速发展，红外目标跟踪与距离感知技术在军事、安防、无人驾驶等领域得到了广泛应用。
红外目标跟踪技术主要用于对红外目标的精确定位和跟踪，为后续的目标识别和打击提供必要数据；而红外距离感知技术则用于测量目标距离，为实现目标跟踪和打击提供距离信息支持。
本文将从红外目标跟踪和红外距离感知两个方面进行深入探讨，并对其研究现状和发展前景进行分析。
红外目标跟踪技术的研究主要集中在四个方面：预处理、特征提取、目标跟踪方法和跟踪性能评估。
预处理是对红外图像进行去噪和增强等处理，使得目标更加清晰可见；特征提取则是从预处理后的图像中提取目标的特征，如形状、纹理和运动等信息，以区分目标和背景；目标跟踪方法涵盖了许多技术手段，如相关滤波器、粒子滤波器和轨迹预测等，用于实现目标的连续跟踪；跟踪性能评估是对目标跟踪算法进行定量分析和评价，如准确度、稳定性和实时性等指标。
在红外目标跟踪技术中，关键问题之一是如何确定目标的模型和特征。
由于红外图像中目标与背景之间差异较小，因此需要利用目标的热特性和运动信息等特征进行跟踪。
目标的热特性可以通过改变对目标的热敏感度、热纹理、热运动和红外辐射特性等进行测量；而目标的运动信息则包括其速度、方向和加速度等，可以通过红外图像序列的处理和分析得到。
通过结合热特性和运动信息，可以建立目标的模型和特征，为目标跟踪提供有效的信息。
此外，红外目标跟踪技术还面临许多困难和挑战。
一方面，红外图像中目标往往与背景相似，容易造成目标漏检和误检。
另一方面，目标的外观和运动往往会发生变化，如尺度变换、姿态变化和运动模式突变等，这些变化对目标跟踪算法提出了更高的要求。
此外，复杂的环境条件如天气、光照和遮挡等也会对红外目标跟踪造成影响。
因此，提高红外目标跟踪的准确度和鲁棒性仍然是一个重要的研究方向。
而红外距离感知技术则主要用于测量目标与观测者之间的距离，以实现精确定位、安全导航和目标打击等功能。
read系统调用是如何实现的
题目：跟踪系统调用的执行过程，以read的系统调用为例READ这个最重要的系统调用是如何实现的。
当用户程序执行语句n=read(fd，buffer，nbytes)；读取普通文件时，库过程read被调用。
它首先创建一条消息，其中包含fd、buffer、nbytes等参数，以及表示READ类型的消息码。
然后将这条消息送给文件系统，并阻塞以等待文件系统的响应。
文件系统在收到消息后，以消息类型为下标查找过程表，调用相应过程处理读请求。
该过程从消息中提取出文件描述符，由此找到相应的filp项以及要读取文件的i-节点。
接着，读请求被分成几个段，每段对应一块。
例如，如果当前的文件位置为600字节，要读取的数据长度为1K字节。
那么，读请求将分成两个部分，分别是从600到1023字节和从1024到1623字节(假定块大小为1K字节)。
对于上述各段，依次检查他们的相关块是否在高速缓存中。
如果不在，文件系统选择最久未使用的块，把它调出内存并收回其缓冲区，如果这一块在上次调入之后修改过，文件系统向磁盘任务发送一条消息，将其写回磁盘，然后，文件系统还要请求磁盘任务将所需的块读入。
如果要读入的块已在高速缓存中，那么文件系统向系统任务发送一条消息，请求它把数据拷贝到用户缓冲区中(即从600到1023字节的数据拷贝到用户缓冲区起始位置，而从1024到1623字节的数据拷贝到从424字节开始的用户缓冲区中)。
在拷贝之后，文件系统向用户程序送出响应消息，告知拷贝的字节数。
在用户程序收到响应后，库函数read提取响应代码，作为函数值返回给调用进程。
这里还有额外的一步，其实它并不是READ调用的一部分。
如果对块设备执行的是读操作，并且满足一些其他条件，文件系统在读出数据，送回响应后，将继续读取下一块。
顺序读取文件非常普遍，因此可以设想下一次读操作将请求文件的下一块，于是提前做这一操作，当实际需要时，所需的磁盘块就已经在高速缓存中了。
1．int do_read()●用户调用read(fd, buffer, nbytes)●微内核收到消息m, m包含m_in.fd ，m_in.buffer ，m_in.nbytes（1）●调用int do_read( void ) (2)⏹根据函数收到的消息类型的到READING (3)⏹调用read_write(READING)◆get_filp(m_in.fd)来获取struct filp (4) * 指针，其中m_in.fd是消息里边的fd，该函数返回rip(5) 。
红外光学跟踪定位系统技术
红外光学跟踪定位系统技术一、参考品牌NDI，参考型号：Polaris Vicra
设备详细性能参数规格如下：
1.性能:
1.1 精度: 0.25mmRMS
95% 置信区间棱锥范围：0.5mmRMS
AAK：0.35mmRMS
1.2 最大采样频率：20Hz
1.3 系统操作温度：10～30摄氏度
1.4 测量范围： 1336 mm
2.数据通信方式
2.1 数据接口USB1.1和2.0兼容
RS-232或RS-422
2.2 最大数据传输率：1.2M/s
3.工具:
3.1 工具类型：可同时追踪被动及无线主动工具 3.2 工具最大数量：最多6个无线工具(最多
包含1个主动无线工具)。
3.3 每个工具最多标识点数:
单面工具最多6个
多面工具最多20个
3.4 测量过程中工具转换：
由软件控制
4.电源要求：
100 - 250 V AC,~50/60 Hz,1A
5.软件配置：软件应终身免费升级。
5.1 软件功能包括：
系统控制，系统自检
温度感应，碰撞感应及报警
可自定义特殊功能
5.2 应用程序接口(API)
5.3 工具制作软件
5.4 工具开发包
二、投标要求：
1、投标商应为所投产品生产厂家或其合法授权代理商；
2、所投产品享有同厂家的售后服务保障承诺及在国内的完善售后
服务保障。
3、投标价格应包含设备的送货上门、安装调试及培训等一切费用，
招标方不再支付任何费用。
4、其它服务责任条款，投标方应遵从中央政府采购的相关约定。
红外跟踪系统
第五章红外跟踪系统1．红外跟踪系统的基本原理：如图5-1所示，由无穷远目标辐射来的红外辐射能量透过整流罩照射到主反射镜上，经聚焦并反射到次反射镜子上，由次反射镜反射后，再经校正透镜进一步聚焦，最后成像于调制盘上，红外福射经调制盘调制后成为调制信号，目标像点在调制盘上所处的位置与目标在空间相对光轴的位置是一一对应的，因此，通过光学系统聚焦以及调制盘制后的信号，可以确定目标偏离光轴的大小和方位。
非制冷红外焦平面VO X（如VO2等）图5-1 光学系统结构示意图2．红外跟踪系统的组成如图5-1所示，红外跟踪系统由整流罩，主反射镜，次反射镜，校正透镜，调制盘，浸没透镜，光敏电阻和伞型光栏等元件组成，其各元件的主要功能如下：1）、整流罩：是一个半球形同心透镜，作为导弹头部的外壳。
它是一块负透镜，其作用为校正主反射镜的球差及作导引头的密封。
整流罩在导引头工件波段内有高的透过性能，亦即吸收、反射作用很小。
这种导弹的整流罩采用氟化镁多晶制成。
耐高温、机械强度高。
2）、主反射镜：起聚焦作用，它给整个光学系统带来正球差。
焦距f＇=41.18mm，直径47.2mm，材料为K8玻璃，凹面上真空镀铝以减少入射辐射能损失。
3）次反射镜：用来折叠光路，同样为K8玻璃，表面镀铝。
4）校正透镜：用来把伞形光阑、平面反射镜等零件与镜筒连接在一起，起支撑作用。
另一方面因消除像差的需要而在次镜之后加入这样一个凸透镜，可以进一步消除剩余像差。
支撑透镜材料为氟化镁多晶。
5）伞形光阑：限制目标以外的杂散光线直射入系统光敏元件上的辅助光阑。
为了更有效地消除杂散光，伞形光阑上设有消光槽，各元件不通光部分都进行黑化处理。
6）场镜：可把通过调制盘的辐射能会聚到探测器光敏层上；另一方面，加入场镜后原来经物镜聚焦的照度不均匀的目标像斑，经焦面后发散的光线折向光轴，使光能均匀地分布在探测器的光敏层上。
场镜采用平凸透镜。
场镜材料为氟化镁单晶，在工作波段内有良好的透过率（一般紧贴调制盘后面）。
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第五章红外跟踪系统
1．红外跟踪系统的基本原理：
如图5-1所示，由无穷远目标辐射来的红外辐射能量透过整流罩照射到主反射镜上，经聚焦并反射到次反射镜子上，由次反射镜反射后，再经校正透镜进一步聚焦，最后成像于调制盘上，红外福射经调制盘调制后成为调制信号，目标像点在调制盘上所处的位置与目标在空间相对光轴的位置是一一对应的，因此，通过光学系统聚焦以及调制盘制后的信号，可以确定目标偏离光轴的大小和方位。
非制冷红外焦平面
VO X（如VO2等）
图5-1 光学系统结构示意图
2．红外跟踪系统的组成
如图5-1所示，红外跟踪系统由整流罩，主反射镜，次反射镜，校正透镜，调制盘，浸没透镜，光敏电阻和伞型光栏等元件组成，其各元件的主要功能如下：
1）、整流罩：是一个半球形同心透镜，作为导弹头部的外壳。
它是一块负透镜，其作用为校正主反射镜的球差及作导引头的密封。
整流罩在导引头工件波段内有高的透过性能，亦即吸收、反射作用很小。
这种导弹的整流罩采用氟化镁多晶制成。
耐高温、机械强度高。
2）、主反射镜：起聚焦作用，它给整个光学系统带来正球差。
焦距f＇=41.18mm，直径47.2mm，材料为K8玻璃，凹面上真空镀铝以减少入射辐射能损失。
3）次反射镜：用来折叠光路，同样为K8玻璃，表面镀铝。
4）校正透镜：用来把伞形光阑、平面反射镜等零件与镜筒连接在一起，起支撑作用。
另一方面因消除像差的需要而在次镜之后加入这样一个凸透镜，可以进一步消除剩余像差。
支撑透镜材料为氟化镁多晶。
5）伞形光阑：限制目标以外的杂散光线直射入系统光敏元件上的辅助光阑。
为了更有效地消除杂散光，伞形光阑上设有消光槽，各元件不通光
部分都进行黑化处理。
6）场镜：可把通过调制盘的辐射能会聚到探测器光敏层上；另一方面，加入场镜后原来经物镜聚焦的照度不均匀的目标像斑，经焦面后发散的光
线折向光轴，使光能均匀地分布在探测器的光敏层上。
场镜采用平凸透
镜。
场镜材料为氟化镁单晶，在工作波段内有良好的透过率（一般紧贴
调制盘后面）。
7）滤光镜：从目标和背景辐射光谱中过滤出所需要的辐射波段。
采用氟化镁单晶作为基片，作成2.5μm为起始波长的干涉滤光片（图中未画出）。
8）浸没透镜：使探测器光敏层和超半球透镜的底面形成光学接触，会聚光束，提高光敏元件的接收立体角，减少光敏元件的面积从而降低噪声。
这种导弹采用钛酸锶单晶作为浸没透镜材料。
9）调制盘：把经过光学系统聚焦后的目标红外辐射能量汇聚成一个足够小的像点，落在光学系统的焦平面上，即调制盘上。
通过调制盘的旋转，
将连续的红外辐射调制成一组一组的光脉冲，以其幅值和相位提供目标
偏离导弹光轴的大小和方位信息，并抑制由背景来的干扰信号。
3．红外跟踪原理：
调制盘被安装在光学系统的焦平面上，因此目标的红外辐射能量被聚焦成像于调制盘上，由于调制盘随同转子一同旋转，于是连续的红外辐射就被调制成断续的一组一组的光脉冲。
下面就通过目标像点落在调制盘的不同位置来说明其工作原理。
调制盘是利用光刻技术在直径为1毫米的玻璃片上加工出如图5-2a所示的图案。
调制盘的上半圆为调制区，用阿基米德螺旋线间隔成黑白相间的各6条区域，白色区域红外线能全部通过，黑色区域红外线不能透过。
调制盘的下半圆由很多条密集的等宽的等间距的白色和黑色的同心半圆组成，红外线只能透过一半，称作半透明区。
在下半圆中，有两个小半圆仍为黑白相间的阿基米德螺旋线间隔开来的区域，用来改善调制特性，小半圆的直径为调制盘半径的三分之二。
为了便于分析，把调制盘简化成如图5-2b所示的形式，实际上与图5-2a 的原理是一样的。
图5-2 调制盘示意图
（1）当目标的像点正好落在调制盘中心附近，也就是陀螺光轴正好与视线重合时，如图5-2b的0点，目标像点占据透明区与不透明区的面积都相同，透过的红外辐射能量占全部能量的一半，调制盘旋转与否都是如此，因此，调制盘对像点不起调制作用。
照射到光敏电阻上的红外福射能量是不变的，光敏电阻上的电压也是不变的，设其值为V0，光敏电阻的交流输出为0，放大器的输
出电压也为0。
如图5-3、a、a1、a2所示。
因此，调制盘中心附近的一个小范围内对像点不起调制作用，把这一区域称之为盲区。
（2）当目标像点落在调制盘“1”的位置时，目标对光轴的偏角Δq i，像点通过透明区、不透明区、半透明区、相应的光敏电阻阻值就要减小、增大、和保持一个常值，相对应的光敏电阻两端电压就分别小于V0、大于V0和保持一常值V0，如图5-3b所示。
光敏电阻两端的交流输出如图5-3b1所示。
晶体管放大器输出如图5-3b2所示。
图5-3 调制信号波形图
（3）当目标像点落在调制盘“2”点的位置上，和像点“1”的位置同样道理，可分别得到光敏电阻上的电压如图5-3c所示，光敏电阻两端交流输出如图
5-3c1所示，晶体管放大器输出如图5-3c2所示。
通过比较图b、b1、b2与图c、c1、c2可以看出，由于目标像点“2”比像点“1”偏离调制盘中心更远，因而目标像点在“2”位置时，光敏电阻交流输出幅值和晶体管放大器输出电压幅值都比在像点“1”的位置时要大，因此，通过目标像点偏离调制盘中心距离的大小（即Δq的大小）就能够反应出目标偏离光轴的大小。
（4）当目标像点落在调制盘上“3”的位置时，如图5-2a所示。
目标像点“3”和像点“2”偏离调制盘中心的距离大小是一样的，但是，像点“3”和像点“2”比较，在方位上相差一个θ角度，根据上面分析像点“2”的道理一样，可以分别得到像点在“3”位置时光敏电阻两端电压、光敏电阻交流输出电压、晶体管放大器输出电压，如图5-3d、d1、d2所示。
与图5-3c、c1、c2比较，输出信号幅值都是一样的，只是在相位上相差θ角，因此，输出误差信号的相位能够反应出目标偏离的方位。
从以上分析可以做出调制盘的特性曲线，如图5-4所示。
当目标像点偏离调制的中心后，光敏电阻的输出电压，随着偏离调制盘中心距离的增大而增大。
当失调角Δq＞Δq max时像点越出调制盘的边缘，因而光敏电阻输出电压为0。
通过比较像点“3”与“2”如图5-2所示，虽然像点偏离中心距离一样，但由于偏离的方位不同，因而晶体管放大器输出电压波形在相位上相差一定的角度，从而反应出目标偏离光轴的方位。
图5-4 调制盘特性曲线。