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远场激光干扰态势内场等效方法研究

光学与光电技术 2024年

作者：邹前进张恒伟苗锡奎李路遥刘小虎陈育斌路亚旭中国人民解放军63891部队

激光干扰仍是当前对抗成像系统的重要手段。远场激光干扰效应测试真实性较高，但代价较大。因此，如何开展不同干扰态势下激光干扰效应测试，对红外成像系统抗干扰能力和激光装备干扰能力评估均具有重要意义。首先开展了远场条件下激光... 详细信息

激光干扰仍是当前对抗成像系统的重要手段。远场激光干扰效应测试真实性较高，但代价较大。因此，如何开展不同干扰态势下激光干扰效应测试，对红外成像系统抗干扰能力和激光装备干扰能力评估均具有重要意义。首先开展了远场条件下激光干扰实验，分析了激光远场干扰态势。指出：在远场非饱和条件下，到达成像系统探测器面光斑分布为近似平行光衍射。通过分析近场条件下激光干扰态势，得到在近场模拟激光远场干扰态势，可利用相似激光器实现波长和重频等参数重现；利用三维转台实现不同干扰激光入射角模拟；利用衰减装置实现不同功率/能量密度调节；还需要利用扩束装置对出射激光进行扩束。通过仿真，需截断比达到3～5倍才可较好的重现远场非饱和条件下到达成像系统探测器面前光斑分布。本文对开展近场激光干扰效应实验和激光干扰系统研制具有较大的参考意义。

关键词：激光干扰干扰态势近场等效测试系统

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基于方向选择性机制的图像背景杂波建模方法

红外与激光工程 2022年第6期51卷 471-481页

作者：苗锡奎张岩岫张恒伟刘小虎邹前进光电对抗测试评估技术重点实验室河南洛阳471003

受视觉系统方向选择性机制启发,提出了种新的图像杂波建模方法,并将其应用于成像系统目标获取性能评估中。首先,利用像素的梯度方向模拟视觉系统局部感受野中神经元的响应方向,通过比较中心像素与邻域像素之间的梯度方向相似性模拟神经... 详细信息

受视觉系统方向选择性机制启发,提出了种新的图像杂波建模方法,并将其应用于成像系统目标获取性能评估中。首先,利用像素的梯度方向模拟视觉系统局部感受野中神经元的响应方向,通过比较中心像素与邻域像素之间的梯度方向相似性模拟神经元“兴奋”与“抑制”响应之间的关系,设计了一种方向选择性视觉模式。其次,考虑到人眼视觉系统对亮度对比度敏感,将亮度对比度作为权重因子对视觉模式直方图加权,在加权直方图空间中对背景杂波建模。最后,推导了背景杂波与目标获取性能之间的关系,建立了光电成像系统目标获取性能评估模型。利用公开数据集对模型进行了验证,实验结果表明,提出的方法所评估的目标获取性能与外场实际目标获取性能具有较高的一致性,而且在均方根误差、相关性方面优于现有的性能评估方法。

关键词：背景杂波杂波量化方向选择性机制视觉结构目标获取性能

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无人机地面滑跑状态红外辐射特性测量及分析

红外技术 2023年第8期45卷 845-848页

作者：王东邹前进刘小虎光电对抗测试评估技术重点实验室河南洛阳471003

为准确得到某型无人机红外辐射特性,用3.7~4.8μm中波、7.7~10.3μm长波红外热像仪对某型无人机地面滑跑状态的红外辐射亮度进行了测量,用MODTRAN大气辐射传输软件对测量过程的大气透过率、大气程辐射进行了计算。测量结果表明,该状态... 详细信息

为准确得到某型无人机红外辐射特性,用3.7~4.8μm中波、7.7~10.3μm长波红外热像仪对某型无人机地面滑跑状态的红外辐射亮度进行了测量,用MODTRAN大气辐射传输软件对测量过程的大气透过率、大气程辐射进行了计算。测量结果表明,该状态下无人机机身蒙皮辐射较弱,辐射亮度与地面及背景辐射亮度接近,且各个方向辐射亮度基本一致,长波波段机身蒙皮辐射亮度为相应部位中波波段辐射亮度的280倍左右;发动机辐射亮度远高于机身蒙皮辐射亮度,受机身遮挡、机体结构等原因影响,发动机辐射亮度具有方向性,后向辐射最强。

关键词：红外辐射辐射亮度无人机大气透过率大气程辐射

改进CenterNet在遥感图像目标检测中的应用

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遥感学报 2023年第12期27卷 2706-2715页

作者：田壮壮张恒伟王坤刘盛启邹前进赵镇陈育斌电子信息系统复杂电磁环境效应国家重点实验室洛阳471000 国防科技大学电子科学学院长沙410073

为了提高遥感图像目标检测的效率及精度,本文提出了一种基于改进CenterNet的遥感图像目标检测方法。基于CenterNet的检测框架,该方法能够降低目标检测所需要的步骤,减少对锚框的依赖。而在CenterNet的基础上,所提方法通过采用带有转置... 详细信息

为了提高遥感图像目标检测的效率及精度,本文提出了一种基于改进CenterNet的遥感图像目标检测方法。基于CenterNet的检测框架,该方法能够降低目标检测所需要的步骤,减少对锚框的依赖。而在CenterNet的基础上,所提方法通过采用带有转置卷积的ResNet作为骨干网络,降低了骨干网络的参数数量;然后针对训练用的热力图标签,提出了针对中心点设计的高斯核适用范围边长的计算方法;最后利用注意力机制,提高所提取特征中目标区域特征的有效性。在公开的高分辨率遥感图像上的实验结果表明,3种改进措施将目标检测的精度提高了4.0%,与此同时所需的检测时间降低为原来的31.9%。与其他对比方法相比,所提方法在精度和速度上均有一定的优势,表明所提方法在遥感图像目标检测中具有一定的实用性。

关键词：遥感图像目标检测深度学习 CenterNet 注意力机制

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基于图像结构复杂度的背景杂波表征方法

电光与控制 2023年第9期30卷 79-84页

作者：苗锡奎张恒伟马天磊杨林卓邹前进光电对抗测试评估技术重点实验室河南洛阳471000 郑州大学电气工程学院郑州450000

考虑到背景杂波图像结构无规则且复杂,目标图像结构规则且简单,两者之间的结构差异为杂波度量提供了有效途径,提出一种基于图像结构复杂度的背景杂波表征方法。首先,方向梯度直方图能有效表征图像结构信息,利用图像局部区域方向梯度分... 详细信息

考虑到背景杂波图像结构无规则且复杂,目标图像结构规则且简单,两者之间的结构差异为杂波度量提供了有效途径,提出一种基于图像结构复杂度的背景杂波表征方法。首先,方向梯度直方图能有效表征图像结构信息,利用图像局部区域方向梯度分布熵表征对应区域的结构复杂度;其次,考虑到人眼视觉系统对图像对比度敏感,分别在图像方向梯度分布熵空间和对比度空间中度量背景杂波与目标之间的差异,采用标准方差加权求和的方式对背景杂波建模;最后,推导了背景杂波与目标获取性能之间的关系,建立了光电成像系统目标获取性能评估模型。利用公开数据集对模型进行了验证,实验结果表明,所提方法所评估的目标获取性能与实际主观目标获取性能具有较高的一致性,而且在均方根误差(RMSE)、相关性方面优于现有的杂波度量方法。

关键词：光电成像目标探测背景杂波杂波量化方向梯度分布结构复杂度目标获取性能

不同视场地基红外成像设备定标方法及时机分析

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红外技术 2023年第11期45卷 1236-1241页

作者：邹前进张恒伟王东刘小虎田壮壮 63891部队河南洛阳471003

目标红外辐射特性可用于目标特征识别,如何有效获取目标红外辐射特性,对目标预警、侦察及隐身效果评估等意义重大。针对当前外场实装地基红外成像设备定标参数获取难题,对近距离扩展面源定标法、平行光管定标法、远距离扩展面源定标法等... 详细信息

目标红外辐射特性可用于目标特征识别,如何有效获取目标红外辐射特性,对目标预警、侦察及隐身效果评估等意义重大。针对当前外场实装地基红外成像设备定标参数获取难题,对近距离扩展面源定标法、平行光管定标法、远距离扩展面源定标法等3种方法进行了分析,采用上述3种方法对不同视场外场红外成像设备进行了定标实验研究,获得了不同方法下响应参数。针对远距离扩展面源定标法定标结果随距离变化情况,设计了不同调焦状态和工作时长下制冷热像仪定标实验。实验结果显示红外成像设备的离焦状态、工作时长对制冷型红外成像设备响应参数影响较小。外场定标误差主要来源于环境杂散辐射、大气透过率及路径辐射计算。外场条件下应采用近距离直接扩展点源定标方法对地基红外成像设备不同航次择机定标;同时扩展面源定标法定标距离一般不超过10 m,响应参数误差此时相对近距离定标约5%左右。

关键词：地基红外成像设备响应参数离焦工作时长

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基于实测数据的红外成像系统噪声测量仿真

激光与红外 2008年第10期38卷 990-993页

作者：邹前进中国人民解放军63880部队

介绍了红外成像系统的噪声模型、测量方法和基于实测数据的噪声仿真法。通过分析二代红外成像和一代红外系统的不同特性,导出了更适合二代红外成像系统的三维噪声模型。就三维噪声各个分量表现方式进行了分析,给出了影响噪声分量的原因... 详细信息

介绍了红外成像系统的噪声模型、测量方法和基于实测数据的噪声仿真法。通过分析二代红外成像和一代红外系统的不同特性,导出了更适合二代红外成像系统的三维噪声模型。就三维噪声各个分量表现方式进行了分析,给出了影响噪声分量的原因。结合噪声模型给出了红外成像系统噪声测量方法;最后进行了试验,给出了实验结果,并对模型结合实测数据用于红外图像噪声仿真进行了尝试,并在某试验中得到了初步应用。

关键词：红外成像系统三维噪声模型方向操作因子噪声仿真

连续波HF/DF化学激光器光谱时间空间分布测量及应用分析

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连续波HF/DF化学激光器光谱时间空间分布测量及应用分析

作者：邹前进国防科学技术大学

学位级别：硕士

化学激光器光谱组成、分布和变化是化学激光器内在工作状态外在表现。由于国内DF激光器光谱相关测量研究较少,一直缺少对DF激光器常态化测量光谱数据。实现DF激光器光谱系统测量对DF激光器实际应用和研究有重要实践意义。基于DF激光器... 详细信息

化学激光器光谱组成、分布和变化是化学激光器内在工作状态外在表现。由于国内DF激光器光谱相关测量研究较少,一直缺少对DF激光器常态化测量光谱数据。实现DF激光器光谱系统测量对DF激光器实际应用和研究有重要实践意义。基于DF激光器输出光谱特性对部分红外光谱进行了分析,并给出了典型光谱仪器产品。通过对比分析,选择了现阶段适合本文DF激光器光谱测量的光谱仪器Tensor37和MR-170光谱仪。采用一点定标方式对Tensor37和MR-170光谱仪进行了定标。通过实际光谱测量对Tensor37和MR-170光谱仪时间分辨率和波长分辨率进行了确认,对光谱测量一致性进行了对比。结果显示:Tensor37和MR-170光谱仪归一化响应系数和光谱测量一致性满足本文DF激光器光谱测量要求。分析了DF激光器5s、10s和30s出光情况下光谱变化。可得DF激光器在正常工作情况下:长时间光谱谱线成分不变、谱线竞争主要处于各自谱带内、谱线之间级联增加了谱线相对强度起伏,未见谱带间明显变化趋势。采用Tensor37光谱仪分两次测量了稳定腔HF激光器光斑上下游光谱。稳定腔HF激光器光斑上下游光谱成分一致,谱线间相对强度未见差异。使用Tensor37和MR-170光谱仪同时测量了非稳腔DF激光器光斑上下游光谱。非稳腔DF激光器光斑上下游主要谱线成分未见差异,但光斑上游谱带相对强度最大值谱线量子数趋向于谱带低转动量子数方向,通过电激励DF激光器调整光轴光谱测量法进行了验证。 DF激光器P支光谱增益分析显示DF激光器谱带内增益最大谱线量子数J m和短波方向截止波长量子数J 0与光腔温度T和相对粒子数N x存在对应范围。根据实测DF激光器光谱谱带内相对强度最大值谱线量子数与J m对应;谱带短波方向最小增益谱线量子数J L增益大于零;假定谱带内量子数J L? 1谱线增益小于零;同一帧光谱不同谱带温度范围相同等条件,对一次DF激光器30s出光光谱和光斑上下游光谱所表征光腔温度和相对粒子数范围进行了估算,估算结果变化趋势与DF激光器光谱分析结果一致。

关键词： DF激光器光谱仪光谱测量光腔温度相对粒子数

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运动平移台静态指向误差建模、测试与修正

红外与激光工程 2021年第12期50卷 409-415页

作者：李慧樊宏杰陈前荣邹前进电子信息系统复杂电磁环境效应国家重点实验室河南洛阳471003

针对运动平移台检测中方位/俯仰轴旋转过程引起的负载光轴偏移量指标超差的问题,在全面分析其误差源基础上提出了一种误差测试与补偿方案,基于多体系统理论建立了平移台负载的光轴指向偏差修正模型,设计了指向偏差测试实验,采用实测数... 详细信息

针对运动平移台检测中方位/俯仰轴旋转过程引起的负载光轴偏移量指标超差的问题,在全面分析其误差源基础上提出了一种误差测试与补偿方案,基于多体系统理论建立了平移台负载的光轴指向偏差修正模型,设计了指向偏差测试实验,采用实测数据辨识得到了修正模型中的未知参数。经过补偿后仿真与实测验证:俯仰平台旋转引起的光轴方位指向偏移量由176.1″减小到1″,方位平台旋转引起的光轴俯仰方向指向精度由18″提高至9″,满足了工程使用要求。该误差测试与修正方法已成功应用于装备的实际检测。

关键词：运动平移台光轴指向偏移误差测试误差修正多体系统建模