光电跟踪与制导技术
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精确制导技术的分类精确制导技术是一种高精度的技术,它可以在各种领域中发挥重要作用。
在军事、航空、航天、医疗、工业等领域中,精确制导技术都有着广泛的应用。
本文将从不同的角度来介绍精确制导技术的分类。
一、军事领域中的精确制导技术在军事领域中,精确制导技术是一项非常重要的技术。
它可以用于导弹、火箭、炮弹等武器的制导,使其能够精确打击目标。
在这方面,精确制导技术主要分为惯性制导技术、GPS制导技术和激光制导技术。
惯性制导技术是一种基于惯性原理的制导技术。
它通过测量武器的加速度和角速度来计算出武器的位置和速度,从而实现武器的制导。
这种技术的优点是精度高、抗干扰能力强,但是它的缺点是需要定期校准,否则精度会逐渐降低。
GPS制导技术是一种基于卫星导航系统的制导技术。
它通过接收卫星信号来确定武器的位置和速度,从而实现武器的制导。
这种技术的优点是精度高、无需校准,但是它的缺点是受到天气和地形等因素的影响,可能会出现信号干扰或者信号丢失的情况。
激光制导技术是一种基于激光测距原理的制导技术。
它通过发射激光束来测量目标的距离和位置,从而实现武器的制导。
这种技术的优点是精度高、抗干扰能力强,但是它的缺点是需要目标具有反射性,否则无法进行制导。
二、航空领域中的精确制导技术在航空领域中,精确制导技术同样具有重要的应用价值。
它可以用于飞机、导弹、卫星等的制导,使其能够精确到达目的地。
在这方面,精确制导技术主要分为惯性制导技术、GPS制导技术和光电制导技术。
惯性制导技术在航空领域中的应用与军事领域类似,主要用于导弹、卫星等的制导。
它可以通过测量飞行器的加速度和角速度来计算出飞行器的位置和速度,从而实现飞行器的制导。
GPS制导技术在航空领域中的应用也与军事领域类似,主要用于飞机、导弹、卫星等的制导。
它可以通过接收卫星信号来确定飞行器的位置和速度,从而实现飞行器的制导。
光电制导技术是一种基于光电测距原理的制导技术。
它可以通过发射激光束或者红外线来测量目标的距离和位置,从而实现飞行器的制导。
光电制导制导系统在导弹中的应用研究光电制导制导系统是一种利用光电探测器和制导计算机技术实现的导弹制导系统。
它能够实时感知目标信息,进行精确定位和跟踪,从而准确地击中目标。
光电制导制导系统的应用正在不断扩大,在现代导弹中起着至关重要的作用。
首先,光电制导制导系统具有高精度的特点。
由于采用了光电探测器,能够实时感知目标信息,并通过制导计算机进行精确定位和跟踪,从而保证制导导弹能够准确地击中目标。
相较于传统的制导系统,光电制导制导系统能够提供更精确的目标定位和跟踪,大大提高了导弹的命中率。
其次,光电制导制导系统具有对抗干扰的能力。
光电探测器能够通过光学探测目标信息,而不依赖于其他信号源,因此光电制导制导系统相对传统雷达制导系统来说更加难以受到多种干扰的影响。
同时,光电制导制导系统还能够通过制导计算机进行目标识别,进一步提高了对目标的辨别能力,降低了误判率。
此外,光电制导制导系统具有快速响应能力。
光电制导制导系统采用了光学探测器,能够在很短的时间内实现目标探测和跟踪,从而提高了导弹的响应速度。
当有机会目标出现时,光电制导制导系统能够迅速锁定目标,提供精确的制导信息,保证了导弹能够在最短的时间内完成打击任务。
此外,光电制导制导系统还可以实现多目标攻击。
光电探测器具有广阔的视野,能够实时感知多个目标的信息,并通过制导计算机进行目标识别和选择。
这意味着光电制导制导系统可以同时攻击多个目标,并提供精确的制导信息,使导弹能够同时打击多个目标,提高了作战效能。
光电制导制导系统在导弹中的应用研究还存在一些挑战。
首先,光电探测器的精度和灵敏度需要不断提高,以保证系统能够准确感知目标信息。
其次,制导计算机的算法和处理能力需要进一步提高,以实现更精确的目标定位和跟踪。
同时,对抗干扰的能力也需要进一步加强,以保证系统在复杂电磁环境中的正常工作。
综上所述,光电制导制导系统在导弹中的应用研究正在不断发展。
其具有高精度、对抗干扰、快速响应和多目标攻击的能力,为导弹打击提供了重要的支持。
第一章、绪论及跟踪系统综述光电制导与跟踪系统是以电视、红外、激光、毫米波等成像设备为手段,利用目标跟踪识别技术获取对方目标运动、状态、形状等信息,然后实施打击的光电技术,是夺取战场信息优势、实施精确打击的重要技术手段。
特点:精确性高效性先进性威慑性非制冷红外探测器热探测器利用红外辐射的热效应引起探测材料的温度变化,进而产生某种可度量的物理量的变化,获得与红外辐射相对应的信号。
一般不需要制冷,可靠性高,且成本较低,但灵敏度不高,响应速度较慢红外搜索跟踪系统是一种被动空中目标搜索跟踪系统,连续旋转的红外扫描头实施搜索,并将空中目标作为点目标成像在探测器阵列上。
电子信号处理系统对红外扫描头获得的信号进行处理,排除飞鸟等形成的虚假目标信号,确定目标的航迹,为防空武器系统提供目标的方位角和俯仰角信息,引导防空武器瞄准和跟踪目标空中目标。
微光夜视系统通过采集目标场景反射的微弱的光线,利用像增强器将其放大数万倍以上,形成明亮的图像,供人观察。
分为微光直视系统(微光夜视仪)和微光电视系统激光武器分类软杀伤激光武器硬杀伤激光武器战略应用的机载激光系统(ABL)射程200km,战术应用的机载激光系统射程20km激光雷达特点:角分辨率、速度分辨率和距离分辨率高,抗干扰能力好,不仅能探测和跟踪目标,获得目标的方位、速度等信息,而且利用激光的相干性,还能获得微波雷达不能得到的其它类型的信息。
航空相机特点:能迅速地获取敌方纵深地区的大范围地面情报。
获取的照片不仅清晰、直观、容易判读,而且其上所包含的信息的容量、质量和可靠性是其他侦察手段无法比拟的类型:分幅相机、缝隙相机和全景相机无人值守地面传感器光电综合侦察系统特点:组件式、功能互补、昼夜全天候工作光电对抗装置激光警戒接收机导弹临近报警装置(红外、紫外、雷达)红外干扰机激光诱饵系统烟幕系统伪装第二章、导弹总体设计2.1导弹武器系统1、有翼导弹是一种以火箭发动机或吸气式发动机为动力,机动飞行所需的法向力依靠升力部件的空气动力提供,装有战斗部的自控飞行器。
第36卷,增刊红外与激光工程2007年9月、/b1.36Suppl e m e nt I n6麓r l ed and I。
ase r E ngi ne er i n2Sep.2007光电探测与制导技术在机载成像系统中的应用与展望丁全心,刘华(中航一集团洛阳电光设备研究所,河南洛阳471009)摘要:机载装备的现代化对先进机载成像系统提出了更高的要求,实现设想一代、预研一代,研制一代的系统顶层设计理念刻不容缓。
研究了国际光电探测与制导技术的历史进程、技术分析和阶段研发成果。
重点分析了红外探测在机载装备中的应用现状;简述了精确制导技术在机载装备领域中的影响作用。
探讨了该领域的应用前景,从而阐述了系统装备,特别是2l世纪标志性装备一分布孔径系统(D A S)研发的新战略。
主要涉及战术应用、研发定位分析,系统项层布局的考虑,核心系统构型、重要支撑理论和关键技术等等方面。
给出了应对挑战的建议。
关键词:光电探测;机载装备;战略规划中圈分类号:T N215文献标识码:A文章编号:1007.2276(2007)增(探测与制导).0007.08 Per s pect i ve on phot oel ect ri c det ect i on cont r川and gl l i de t e chni que●●●●●●10r al r bom e l m agl ng syst e m sD I N G Q uan—xi n,L I U H ua∞】oy锄g妇dm钯of团cc∞一。
砸cal EqI l i pⅡ啪t ofAⅥC,hoyan9471009,C h蛐A bst r凇t:M or e es sent i a l of11i ghe r qual i t y of ai r bom e i I n agi l l g syst cmi m pr o V es w i t l lⅡl e pr o gr es s i onof吐l e m odem aer i al i ndust巧.Sys t em i d ea on l i nks t o i m agi ne,r esear ch aI l d deV elpi ng i s no ti I Ile t o del ayB a se on t量l e t l i st oⅨt c℃t l IIi que aI l d st I l d i ed pr odu ct s of i nt em at i onal phot oel ect r i c det e c矗on con昀l aI l dgIl i de t echni que,i nf渤.ed det ec t i on eng i neer i ng appl i ed on础.bore i Ina gi ng syst em s i s em phasi z ed.A nda cc u r a t e c ont r ol aI l d gui de is bri e fe d.Per spe ct i V e on tl li s dom ai n i s di s c us s ed,e s pe c i a l l y ondi st r i bu硼a pe rc ur e sys t em(D A S),t he r epre se nt a t i V e pr ot ot),pe i n21st ce nt I l r y'i s s nl di ed on t ac t i cs,syst em desi gn,m ai nl y confi gu枷on,support t echni q ue aI l d probl em觚d so on.W hat’s m or e,som e advi ces ar e pr ovi ded t o ans w er new ch al l en ges.K eywor ds:f,ho妣l ect ri c dct ect i on;A eI i al ai r ebom e;S位at e舀c pr o争aI:nI I l i ngO引言机载成像系统的顶层设计与研发,代表了新一代先进光电系统科学与技术的尖端水准。
光电技术在军事应用中的研究和应用第一章:引言光电技术作为一种新兴的技术,近年来在军事应用中获得了广泛的关注和应用。
光电技术是指利用光电子技术和光学技术相结合,对光信号进行整体处理和控制的技术。
它广泛应用于军事领域中的侦察、监视、识别、侦察和引导等领域。
本文将从该技术的原理、特点和应用进行详细介绍。
第二章:光电技术原理和特点光电技术主要包括五个部分:光学、光电物理、光电信息处理、控制和传输。
其中,光学主要分为两类:物理光学和几何光学。
物理光学主要研究光的波动特性,如干涉、衍射等,而几何光学主要研究光的传输规律,如反射、折射等。
光电物理主要研究光和物质之间的相互作用,包括发光、吸收、散射等。
光电信息处理则是针对光电信号进行处理,如光电转换、信号调制等。
而光电控制和传输则是利用光电设备进行信号控制和传输。
光电技术在军事应用中具有如下的特点:1. 敏感性:光电技术具有极高的灵敏度,能够检测到微弱的光信号,即使在暗处也能够发挥出较好的效果。
2. 多功能性:光电技术可以同时实现多种功能,如成像、测距、测速、激光制导等,功能多样性强。
3. 精准性:光电技术能够实现高精度的探测和跟踪,具备极强的定位、定向和制导能力。
4. 操作性:光电技术结构简单、体积小、重量轻,易于携带和操作,可靠性高。
5. 隐蔽性:光电技术可以随时随地进行探测和监视,并且拥有良好的隐蔽性和难以探测性。
第三章:光电技术在军事应用中的实践1. 光学侦察技术光学侦察技术是利用光学设备对目标进行侦察和监视的技术,包括望远镜、热成像仪、夜视仪等。
通过这些设备可以对目标进行远程拍摄和跟踪,实现目标的定位、识别和跟踪等功能,极大地提高了侦察的精度和效率。
2. 激光制导技术激光制导技术是利用激光制导器对目标进行制导和瞄准的技术。
它可以针对不同的目标类型进行导弹制导,如海上目标、地面目标等。
同时,它还可以配合无人机、飞机等设备实现定位、探测和打击等功能。
激光制导技术具有高精度、高效率、高度便携等特点,是现代战争必备的技术之一。
光电探测技术在军事中的应用分析随着科技的不断发展,军事技术也在不断革新。
其中一项重要的领域就是光电探测技术。
这项技术是指通过对光信号的探测和分析来实现各种功能,在军事领域有着广泛的应用。
本文将对光电探测技术在军事中的应用进行深入分析。
一、光电探测技术光电探测技术是指基于光电转换原理将外部的光信号转换为电信号并进行分析的技术。
该技术发展源于20世纪初期,20世纪50年代后逐渐成为热门技术。
随着科技的不断进步,光电技术在军事中的应用也越来越广泛。
现代光电探测技术已不仅仅局限于对于光信号的探测和分析,而应用范围已经涵盖了双工光通信、显示与成像、光子晶体、生物医学、环保等多个领域。
二、光电探测技术在军事中的应用在战争中,新兴的技术是一种巨大的优势。
现代战争的要求是高精度、高速度、高综合性能和高品质,而光电探测技术恰好具备这样的特点。
下面将详细阐述一下光电探测技术在军事中的四个方面的应用。
1. 导航与定位光电探测技术可以用于制导和定位。
战争中,飞行器、无人机和导弹常常是关键的军事资源,在高度急剧变化的环境中,稳固、准确的导航和定位数据对于导弹和飞行器的性能和弹道控制至关重要。
光电探测技术可以通过对于光电信号的反射与衍射来获得目标物体的准确位置信息,从而预测,维持,调节并更新飞行器的运动状态和弹道,提高战斗力和精度。
2. 监测与侦察利用光电信号,军事监测和侦察也得到了很大的提高。
从侦查卫星到瞄准镜头,光电技术可以很容易地透过障碍物,获取地表或空中目标的高清图像,并实时传递给战区指挥部。
光电监测设备不受天气和光线等影响,可以全天候进行实时监测和侦察,极大的提高了军事侦察的效率与功能。
3. 武器指向通过光电探测技术,武器的指向也可以进行高精准的掌控。
基于光电探测技术研发的光学瞄准仪器可以极高的提升武器的指向性能,大幅度提高作战精度与效果。
例如,目前美军最为高级的防空导弹系统,PAC-3,就利用了光电探测技术来精确追踪和拦截导弹。
光电探测技术在军事领域的应用军事技术的发展一直是人们关注的热点之一。
在现代战争中,信息化已经成为了战争胜负的重要因素之一。
而光电探测技术作为信息化的重要分支,在军事领域中扮演着至关重要的角色。
在本文中,我们将探讨光电探测技术在军事领域的应用,并分析其优缺点。
一、光电探测技术的定义和原理光电探测技术指的是利用光电探测元器件实现电光转换和光电转换的技术。
光电探测技术的核心就是光电探测器,它是实现光电转换的关键部件。
常用的光电探测器有光电子倍增管、硅光电池、半导体探测器等。
光电探测技术的原理是通过光电转换实现信息的传输和探测。
当光进入光电探测器中,光能会解离出电子,形成电子空穴对。
电子空穴对会在电场作用下产生移动,进而形成电流。
这样就实现了光信号到电信号的转换。
二、1、光电导弹制导技术在现代战争中,导弹成为了一种不可或缺的武器。
而光电导引制导技术就是一种新型的导引方式。
利用光电探测技术,导弹能够对目标进行精确制导。
同时,光电导弹制导技术具有机动性强、干扰性小的特点,能够有效地提高导弹命中率。
2、光电准直技术光电准直技术是一种可以在远距离准确定位目标的技术。
它能够通过准确测量光线的角度和强度来确定目标位置。
在作战中,可以利用这种技术精确制导火炮,提高打击的精度和效果。
3、红外夜视技术光电探测技术还可以用于红外夜视技术中。
通过识别目标发出的红外辐射,即便在夜间或密林等完全黑暗的环境下,也可以实现目标的侦查和追踪。
在现代战争中,夜间作战和隐蔽部署越来越多,红外夜视技术已经成为现代战争中不可或缺的技术之一。
4、光电反制技术除了应用于直接作战中,光电探测技术还可以应用于反制对手的光电技术。
比如,通过使对方的夜视仪失效,自己就可以获得作战优势。
而在现代战争中,光电反制技术的重要性也越来越突出。
三、光电探测技术的优缺点1、优点光电探测技术具有灵敏度高、分辨率高、响应速度快的特点。
同时光电器件具有体积小、重量轻、功耗低的特性,使其更加适合在军事领域的使用。
飞行器控制中的制导和姿态控制技术飞行器作为现代航空运输工具的重要组成部分,其安全性和性能指标的提高,关系到人类文明进步、国家安全以及人民幸福的重大问题。
而制导与姿态控制技术则是飞行器控制系统的两个核心技术,其是否合理、高效、可靠,直接关系到飞行的安全、舒适性、运输效率和经济效益。
一、制导技术制导是指飞行过程中,通过指挥飞行器在所期望的轨道上自动或半自动飞行的一种技术。
制导系统的任务是自动或半自动地进行导航、规划、跟踪飞行轨迹,以及在允许范围内对轨迹误差进行补偿和校正。
常见的制导技术有惯性制导、GPS制导、光电制导及组合制导等。
其中惯性导航是最为常见的一种,其系统通过测量飞行载体加速度与角速度,以及改变速度和方向的环境载荷,计算出自身的飞行状态,进而实现导航与姿态控制。
而GPS制导、光电制导等技术则通过卫星信号和目标识别等手段,对飞行状态进行测量和矫正。
二、姿态控制技术姿态控制技术是指在飞行过程中,保持飞行器的稳定状态和期望的位置、方向和速度等参数,防止受到外界扰动而出现姿态失控、飞行不稳定等情况。
姿态控制系统对飞行器的姿态控制进行监视,并对不稳定的姿态状态进行补偿或控制,以实现飞行器的平稳、稳定地运行。
常见的姿态控制技术有PID反馈控制法、模型预测控制法、自适应控制法等。
PID控制法是一种传统的控制技术,通过对姿态转角误差、偏差和积分项等要素进行测算和控制,从而实现对飞行器姿态的控制。
模型预测控制法则是一种基于预测模型的控制技术,通过对飞行器状态和扰动进行预测,并对姿态进行补偿和控制,逐渐实现从预测精度转向实际精度的实时控制。
自适应控制法则通过对飞行器的复杂、不确定的动态特性进行建模和控制,实现了对飞行器姿态控制的更加高效和准确。
三、制导和姿态控制的结合制导与姿态控制两个技术的结合,协同作战,对飞行器的控制系统进行完美的设计和优化,不但可提高飞行器的性能和安全性,还能更好地适应不同的任务需求和环境变化。
精确制导技术分类精确制导技术是指通过各种手段,使导弹、飞机等武器或工具能够准确地到达目标,达到预期的效果。
精确制导技术在现代战争中发挥着重要的作用,也在民用领域中得到了广泛应用。
本文将对精确制导技术进行分类和介绍。
一、惯性制导技术惯性制导技术是一种基于牛顿运动定律的制导方式。
它通过测量物体的加速度和角速度来确定物体的位置和方向,并根据预先设定好的轨迹来控制物体的运动。
惯性制导技术具有高精度、独立性强等优点,被广泛应用于航空、航天、导弹等领域。
二、GPS制导技术GPS全球定位系统是美国开发的一种卫星定位系统,它通过卫星信号来确定接收器的位置和时间,并提供高精度的空间定位服务。
GPS制导技术利用GPS信号来控制飞行器或武器的运动轨迹,实现高精度的目标打击。
三、激光制导技术激光制导技术是利用激光束来控制导弹、飞机等武器或工具的运动轨迹。
它通过激光测距、激光照射等方式来实现精确的目标定位和打击。
激光制导技术具有高精度、快速响应等特点,被广泛应用于导弹、无人机等领域。
四、红外制导技术红外制导技术是利用红外线来实现对目标的控制和打击。
它通过检测目标发出的红外辐射,确定目标位置和方向,并根据预先设定好的轨迹来控制武器或工具的运动。
红外制导技术具有高精度、抗干扰能力强等特点,被广泛应用于空中战斗机、地面反坦克导弹等领域。
五、雷达制导技术雷达制导技术是利用雷达信号来确定目标位置和方向,并根据预先设定好的轨迹来控制武器或工具的运动。
雷达制导技术具有高精度、可靠性强等特点,被广泛应用于空中战斗机、地面反坦克导弹等领域。
六、光电制导技术光电制导技术是利用光学和电子技术来实现对目标的控制和打击。
它通过检测目标发出的光信号,确定目标位置和方向,并根据预先设定好的轨迹来控制武器或工具的运动。
光电制导技术具有高精度、响应速度快等特点,被广泛应用于空中战斗机、地面反坦克导弹等领域。
七、综合制导技术综合制导技术是将多种不同的制导方式进行组合,以达到更高精度、更可靠的目标打击效果。
光学制导技术光学制导技术是一种利用光学原理进行目标跟踪和控制的技术。
它包括红外制导、激光制导和可见光电视制导等。
其中,红外制导技术是利用红外接收设备,被动接收目标体的红外辐射,并将辐射能光电转和处理,提供制导控制信号进行制导。
激光制导技术则是利用激光束对目标进行照射,通过反射回来的光信号来确定目标位置,从而实现对目标的精确控制。
光学制导技术的原理是基于光的反射、折射和散射等现象。
通过向目标物体发射一束激光或红外线光线,然后观察光线的传播路径和强度变化,就可以确定目标物体的位置和方向信息。
由于光的传播速度非常快且不会受到空气、水等介质的影响,因此光学制导技术具有高精度、高速度、高可靠性等优点。
在军事领域中,光学制导技术被广泛应用于导弹、无人机等武器系统的导航和打击。
通过搭载高精度的光学传感器和计算设备,这些武器可以实现对目标的精确定位和跟踪,从而提高打击精度和效率。
此外,光学制导技术还可以用于地面防御系统中,如防空导弹系统、雷达监视系统等,以保护国家的安全和领土完整。
在航空航天领域中,光学制导技术也发挥着重要作用。
例如,在卫星导航系统中,光学传感器可以通过观测地球表面的特征来确定卫星的位置和速度信息;在火箭发射过程中,光学传感器可以帮助控制火箭的方向和姿态;在空中加油时,光学传感器可以监测燃油流量和压力等参数,确保安全操作。
除了军事和航空航天领域外,光学制导技术还被应用于医疗领域。
例如,在手术中,医生可以使用光学仪器来辅助定位和切割组织;在眼科手术中,医生可以使用激光器来进行精确的眼部手术操作。
此外,光学制导技术还可以用于生物医学研究中,如细胞培养、药物筛选等方面。
总之,光学制导技术是一种非常重要的技术手段,它在各个领域都有着广泛的应用前景。
随着科技的不断进步和发展,相信光学制导技术将会变得更加先进和完善,为人类社会的进步和发展做出更大的贡献。
四象限式光电制导四象限式光电制导技术是一种现代导航技术,它利用光学设备实现了导弹或火箭的精确制导。
并且,这一技术被广泛应用于飞行器、导弹、无人机等领域。
四象限式光电制导技术是通过使用光电设备进行导航和制导的一种先进技术。
它利用光学传感器侦测目标,并通过图像处理和算法来计算出目标位置和运动轨迹,然后将这些信息传输给导弹或火箭,使它们能够准确打击目标。
这一技术的主要优势在于其精确性和实时性。
它可以在夜间、恶劣天气条件下进行制导,并且能够自动跟踪目标的运动,提高导弹或火箭的命中率。
四象限式光电制导技术由四个象限组成,分别是激光前景象限、激光背景象限、红外前景象限和红外背景象限。
这四个象限分别用来感知目标的前景和背景信息。
当目标进入前景象限时,光学设备将捕捉到目标的图像,并通过图像处理来提取目标的特征,比如形状、颜色、尺寸等。
随后,算法将会计算出目标的位置和速度,并将这些信息传输给导弹或火箭,使其能够在目标静止或运动状态下进行准确制导。
与传统的制导技术相比,四象限式光电制导技术具有许多优势。
首先,它可以准确地感知和追踪目标的运动,无论是静止还是快速运动的目标。
其次,它能够在复杂的环境条件下进行制导,如夜间、恶劣天气条件下。
再次,它具有快速响应和实时性,能够及时调整制导航线,提高导弹或火箭的命中率。
最后,四象限式光电制导技术的设备结构简单、稳定可靠。
然而,四象限式光电制导技术也存在一些挑战。
首先,光电设备的像素密度和图像质量对制导的准确性有着重要影响,因此需要优化设备的性能。
其次,目标的形状和运动模式对算法的精确度和实时性有着较大的影响,需要进一步研究和改进算法。
此外,制导系统的稳定性和抗干扰能力也是需要考虑的问题,特别是在复杂环境条件下。
总的来说,四象限式光电制导技术是一种先进而有潜力的导航和制导技术。
它能够提高导弹、火箭等飞行器的精确命中能力,并在复杂环境条件下实现准确制导。
然而,为了进一步发展和应用这一技术,仍然需要在设备、算法以及系统稳定性等方面进行深入研究和改进。
CATALOGUE目录•引言•光电跟踪系统概述•精密跟踪定位控制技术•基于图像处理的自动跟踪定位技术•基于红外成像的自动跟踪定位技术•基于激光雷达的自动跟踪定位技术•总结与展望研究背景与意义光电跟踪系统在军事、航空航天、工业自动化等领域具有广泛的应用价值。
精密跟踪定位技术是光电跟踪系统实现其功能的关键所在。
研究光电跟踪系统的精密跟踪定位控制技术有助于提高系统的性能和精度,具有重要的现实意义和理论价值。
国内外研究现状及发展趋势国内外学者针对光电跟踪系统的精密跟踪定位控制技术进行了大量研究。
目前,该领域的研究热点主要集中在提高系统精度、稳定性和响应速度等方面。
随着人工智能、机器学习等技术的不断发展,光电跟踪系统的精密跟踪定位控制技术将逐渐向智能化、自主化方向发展。
研究内容和方法基于光学原理测量光路长度光电跟踪系统的基本原理系统组成工作过程光电跟踪系统的组成及工作过程跟踪精度响应速度稳定性抗干扰能力光电跟踪系统的性能指标自动控制理论概述自动控制系统的分类自动控制系统的性能要求自动控制系统的基本组成1常用控制器及其控制算法23PID控制器是最常用的控制器之一,其控制算法基于比例、积分、微分三个基本控制环节。
PID控制器及其控制算法模糊控制器是一种基于模糊逻辑理论的控制算法,适用于具有不确定性和复杂性的系统。
模糊控制器及其控制算法神经网络控制器是一种基于神经网络理论的控制算法,具有自学习、自组织和适应性强的特点。
神经网络控制器及其控制算法03混合控制策略精密跟踪定位控制策略01基于模型的控制策略02基于学习的控制策略图像处理技术概述图像处理技术的定义01图像处理技术的应用02图像处理技术的发展趋势03系统需求分析基于图像处理的自动跟踪定位系统设计系统架构设计关键技术分析实验设置为了验证基于图像处理的自动跟踪定位系统的性能和精度,实验采用了实际场景中的视频数据进行测试。
实验中,系统对视频中的目标进行了自动检测和跟踪。
光电技术与光电检测技术概述摘要: 光电技术是以激光, 红外, 微电子等为基础旳, 由光学、精密机械、电子和计算机技术结合而成旳高新技术。
光电检测技术是光电技术中最重要最核心旳部分, 它重要涉及光电变换技术、光信息获取与光信息测量技术以及测量信息旳光电解决技术等。
如用光电措施实现多种物理量旳测量, 微光、弱光测量, 红外测量, 光扫描、光跟踪测量, 激光测量, 光纤测量, 图象像测量等。
它集中发展了光学和电子固有旳技术优势, 形成了许多崭新功能和良好旳技术性能, 在国民经济、国防、科学研究等各方面有着广泛旳应用和巨大旳潜力, 成为新技术革命时代和信息社会旳重要技术支柱, 受到了各方面注重, 从而得到了迅速发展。
核心词: 光电技术光电检测技术引言在目前信息化社会中, 光电技术已成为获取光学信息或提取他信息旳手段。
它是人类能更有效地扩展自身能力, 使视觉旳长波延长到亚毫米波, 短波延伸至X射线、γ射线, 乃至高能粒子。
并且可以在飞秒级记录超迅速现象, 如核反映、航空器发射等旳变化过程。
并且光电检测技术是一种非接触测量旳高新技术, 是光电技术旳核心和重要构成部分。
通过光电检测器件对载荷有被检测物体信息旳光辐射进行检测, 并转换为电信号, 经检测电路、A/D变换接口输入微型计算机进行运算、解决, 最后得出所需检测物旳几何量或物理量等参数。
因此, 光电检测技术是现代检测技术旳重要手段和措施, 是计量技术旳一种重要发展方向。
一、光电技术与光电检测技术旳含义现代科学技术发展旳一种明显性特点是纵横交叉, 彼此渗入, 边沿科学不断露头和进展迅速。
由于光学现象可以进行近似线性化使它可以采用有关线性系统旳一般原理, 因此在电系统中旳许多行之有效旳理论和分析措施都可以移植到光学中来。
随着大规模集成电路旳发展, 光学也开始向集成化发展。
光电技术是以激光, 红外, 微电子等为基础旳, 由光学、精密机械、电子和计算机技术结合而成旳高新技术。
基于光电信息技术的无人机目标检测与跟踪无人机目标检测与跟踪是无人机应用领域中的重要研究方向之一。
基于光电信息技术的无人机目标检测与跟踪技术,通过光电传感器采集目标的图像信息,并利用图像处理算法对目标进行特征提取、目标检测和目标跟踪,实现对目标的精确定位和追踪。
本文将介绍基于光电信息技术的无人机目标检测与跟踪的基本原理、关键技术和应用前景。
无人机目标检测与跟踪是无人机自主导航和目标监测的关键技术之一。
在无人机进行任务执行的过程中,能够准确地检测和跟踪目标,对无人机的智能决策和控制起到至关重要的作用。
同时,无人机目标检测与跟踪技术也在军事侦察、安防监控、灾害救援等领域具有广阔的应用前景。
在基于光电信息技术的无人机目标检测与跟踪中,光电传感器是关键的硬件设备。
通过光电传感器可以获取目标的图像信息,包括目标的外形、纹理、颜色等特征。
利用图像处理算法对目标的图像信息进行提取、分析和处理,从而实现目标的检测与跟踪。
目标检测算法包括传统的特征提取算法、模板匹配算法和基于深度学习的卷积神经网络算法等。
目标跟踪算法包括基于特征点匹配的算法、基于卡尔曼滤波的算法和基于深度学习的目标跟踪算法等。
目标检测是无人机目标检测与跟踪的第一步,其主要任务是在图像中确定目标的位置和区域。
传统的特征提取算法通过提取目标的纹理特征、颜色特征和边界特征等来进行目标检测。
但传统的特征提取算法存在对图像质量和光照条件敏感、计算复杂度高的问题。
基于深度学习的目标检测算法通过训练深度卷积神经网络来实现目标检测,在目标检测的准确率和鲁棒性方面取得了很大的突破。
目前,基于深度学习的目标检测算法已经成为无人机目标检测的主流算法。
目标跟踪是无人机目标检测与跟踪的关键环节,其主要任务是在目标被检测到后,对目标进行连续跟踪。
传统的目标跟踪算法主要基于特征点匹配或者目标的运动模型进行跟踪。
特征点匹配算法通过提取目标图像中的特征点,并通过特征点的匹配来实现目标的跟踪。
光电成像末制导目标初始化与跟踪的开题报告一、选题背景和意义:光电成像技术广泛应用于军事、安防、无人系统等领域,其作用不可替代。
其中,光电成像末制导技术为高精度制导技术,能够精确锁定移动目标,并保证穿透恶劣气象条件下目标的追踪和控制。
在军事领域,末制导技术是保证导弹精确打击目标的重要技术手段。
因此,光电成像末制导目标初始化与跟踪的研究具有重要的现实意义。
二、国内外研究现状:当前,国内外研究末制导技术的研究团队亦越来越多。
其中,国内一些高校和研究机构在末制导技术领域取得了一些有意义的研究成果。
目前,国内已经有很多对基于光电成像技术的末制导制导技术进行的研究。
然而,目前仍有末制导目标初始化与跟踪方面的不足,这在一定程度上制约了光电成像末制导技术的进一步发展。
三、研究内容:本研究将主要通过分析光电成像末制导的目标初始化与跟踪算法,研究优化该算法,以提高初选目标的准确性,进而提高目标的追踪精度。
研究将主要包括以下几个方面:1. 基于外观建模的目标初始化算法研究。
针对光电成像末制导技术中存在的目标多次跟踪受干扰情况,提出一种基于外观建模的目标初始化算法,精确找出初始目标。
2. 基于多特征融合的目标跟踪算法研究。
采用多种传感器及特征,在目标跟踪过程中将各个阶段的数据进行多特征融合,获得更高精度的目标跟踪结果。
3. 基于协同跟踪的目标跟踪算法优化。
提出一种基于协同跟踪的优化算法,将现有的目标特征及跟踪方法与优化算法相结合,实现更高效、更准确的目标跟踪。
四、研究方法:本研究将采用实验和仿真相结合的方法进行对光电成像末制导目标初始化与跟踪的研究。
一方面,通过在实际环境中构建特定场景进行测试,验证算法的有效性和可靠性;另一方面,利用仿真平台对不同算法进行评估和比较,可以有效降低研究成本,并且提高实验的可控性。
五、研究预期结果:本研究旨在通过对光电成像末制导目标初始化与跟踪算法的优化,提高制导精度和跟踪效果。
预期的研究成果:1. 提出一种基于外观建模的目标初始化算法,实现更高准确性的目标定位。
第一章、绪论及跟踪系统综述光电制导与跟踪系统是以电视、红外、激光、毫米波等成像设备为手段,利用目标跟踪识别技术获取对方目标运动、状态、形状等信息,然后实施打击的光电技术,是夺取战场信息优势、实施精确打击的重要技术手段。
特点:精确性高效性先进性威慑性非制冷红外探测器热探测器利用红外辐射的热效应引起探测材料的温度变化,进而产生某种可度量的物理量的变化,获得与红外辐射相对应的信号。
一般不需要制冷,可靠性高,且成本较低,但灵敏度不高,响应速度较慢红外搜索跟踪系统是一种被动空中目标搜索跟踪系统,连续旋转的红外扫描头实施搜索,并将空中目标作为点目标成像在探测器阵列上。
电子信号处理系统对红外扫描头获得的信号进行处理,排除飞鸟等形成的虚假目标信号,确定目标的航迹,为防空武器系统提供目标的方位角和俯仰角信息,引导防空武器瞄准和跟踪目标空中目标。
微光夜视系统通过采集目标场景反射的微弱的光线,利用像增强器将其放大数万倍以上,形成明亮的图像,供人观察。
分为微光直视系统(微光夜视仪)和微光电视系统激光武器分类软杀伤激光武器硬杀伤激光武器战略应用的机载激光系统(ABL)射程200km,战术应用的机载激光系统射程20km激光雷达特点:角分辨率、速度分辨率和距离分辨率高,抗干扰能力好,不仅能探测和跟踪目标,获得目标的方位、速度等信息,而且利用激光的相干性,还能获得微波雷达不能得到的其它类型的信息。
航空相机特点:能迅速地获取敌方纵深地区的大范围地面情报。
获取的照片不仅清晰、直观、容易判读,而且其上所包含的信息的容量、质量和可靠性是其他侦察手段无法比拟的类型:分幅相机、缝隙相机和全景相机无人值守地面传感器光电综合侦察系统特点:组件式、功能互补、昼夜全天候工作光电对抗装置激光警戒接收机导弹临近报警装置(红外、紫外、雷达)红外干扰机激光诱饵系统烟幕系统伪装第二章、导弹总体设计2.1导弹武器系统1、有翼导弹是一种以火箭发动机或吸气式发动机为动力,机动飞行所需的法向力依靠升力部件的空气动力提供,装有战斗部的自控飞行器。
分类:地空导弹、空空导弹、空地导弹、反舰导弹、反坦克导弹特点1)制导精度高2)机动能力强3)系统组成及结构复杂2、弹道导弹:一种沿预先设定的弹道飞行,将弹头投向预定目标的导弹.按作战使命分:战略弹道导弹、战术弹道导弹2.2导弹武器系统组成:1)导弹系统:导弹弹体、推进系统、制导系统、引战系统、电气系统由弹体、推进系统、制导系统、引战系统和电气系统组成。
导弹在制导系统和推进系统的作用下在空中飞行,最后导向所攻击的目标;引信引爆战斗部,用以摧毁目标;弹上电气系统保证导弹从起飞直至击毁目标的全过程中给弹上设备供电,并把各设备有机地连接起来,使它们按程序协同工作。
2)火控系统:目标显示和探测系统、数据处理和计算系统、发射平台参数测量处理系统、发射装置完成对目标信息的获取和显示、数据处理,发射平台参数测量和处理,计算装定射击诸元,射前检查,战术决策和实施导弹发射任务。
该系统主要由目标探测和显示系统、数据处理计算系统、发射平台参数测量处理系统、射前检查设备、发射装置、发射控制系统等构成3)技术保障设备:检测设备、各种车辆、电站用于完成导弹起吊、运输、贮存、维护、检测、供电和技术准备,以保障导弹处于完好的技术状况和战斗待发状态。
技术保障设备主要有:测试设备、吊车、运输车、装填车、技术阵地及仓库拖车、电源车、燃料加注车、清洗车、气源车、通信指挥车和其它配套工具。
2.3导弹研制可行性论证阶段方案阶段初样阶段试样阶段设计定型阶段生产定型阶段各阶段目的主要工作详见课件(光电制导发展和总体设计.pdf)2.4导弹总体设计一、总体设计的依据战术技术指标;完成研制的时间节点和定型时间;研制经费额度。
二、总体设计遵循的原则技术先进性综合性高可靠性经济性三、总体设计的基本内容依据批准的战术技术指标要求,进行导弹总体方案论证;选择导弹总体参数;提出弹上各系统研制任务书;进行导弹工作流程、信息流程和内外接口设计;进行惯量、气动、弹道、操作性和稳定性以及载荷等计算,试验和仿真;完成可靠性、维修性、电磁兼容性和环境适应性的总体设计,最有效地满足给定的研制目标和要求。
四、导弹总体设计输出的主要文件总体设计文件1)武器系统性能和状态类;2)结构协调类;3)设计计算类;4)试验规划类;5)分系统设计依据类。
工厂生产文件靶场使用文件定型文件第三章、电视导引头原理3.1电视导引头在飞航导弹中的作用电视导引头是飞航导弹中的一种。
电视导引头系统是通过弹载电视导引头获取目标区图像,在地面站实时选择、自动锁定目标进行打击的精确制导武器系统。
电视制导有三大技术难题:一是摄像机抗过载问题;二是旋转并高速运动图像的清晰化处理问题;三是目标搜索与跟踪问题。
电视导引头和雷达导引头相比较优点:电视导引头是成像系统,易采用数字图像处理技术;抗电磁干扰。
主要是由于其原理是被动检测目标与背景光能的反差,所以电磁波干扰不起作用;跟踪精度高。
此特点是由于光学系统本身的性能决定的。
体积小,质量小。
可以在低仰角下工作,不产生多路径效应(镜面反射和实际目标回波相干产生了多路径效应(雷达制导的特点) )。
缺点:只能在良好的能见度下工作,不是全天候的武器系统;易受强光和烟雾弹的干扰。
使用和存放的环境要求高。
3.2电视导引头的基本原理电视脱靶量的定义:目标偏离视轴的角度叫脱靶量。
脱靶量测量:摄影+判读、电视测量目标的精确位置= 视轴的空间角度+ 脱靶量3.3、飞航导弹电视导引头的分类从功能上分:自动搜索、自动捕获和自动跟踪、人工装定的电视导引头和捕控指令电视导引头。
从体制上分:点跟踪、边缘跟踪、形心跟踪(含质心跟踪)、相关跟踪。
从提取信号的种类分:模拟量信号、模拟和数字信号并存、数字信号。
从装载对象分:地地、地空、岸舰、空地、空舰(空、地(岸)、舰、潜排列组合)3.4、飞航导弹电视导引头的功能和性能功能:1)在导弹飞行末段(或者中段),接受武器系统指令机构的控制下开机,并按照预定程序进行搜索。
2)对满足规定条件下的目标进行捕获,并发出捕获指令。
3)对目标进行稳定跟踪,使光轴实时对准目标。
并向控制系统提供光轴与弹轴的角偏差值。
4)当被跟踪的目标丢失后,应具有记忆功能。
在记忆时间内出现目标,系统应正常工作。
当目标丢失超过记忆时间后,电视导引头重新搜索并再次捕获跟踪目标。
跟踪具体的型号不同,功能还有其他的一些要求。
性能:1)捕获目标的最大距离:它是电视导引头的主要参数之一,它与目标的尺寸的大小,目标和背景的光能反差、外接照度、大气透过率、镜头焦距、成像器件灵敏度、弹体飞行高度等因素有关。
2)跟踪目标的最小距离:对于采用形心体制跟踪的电视导引头,最小作用距离等于目标图像充满靶面的距离。
即盲区。
采用相关跟踪方法可以减小盲区。
3)角跟踪精度:按照计划要求。
4)分辨率:与电视导引头的CCD参数和光学系统参数有关。
3.5、飞航导弹电视导引头的组成3.6、飞航导弹电视导引头参数的计算(课件上没有)第四章、可见光制导导弹的组成:: (1)推进系统(2)制导系统(3)战斗部(4)弹体系统(5)供电系统(弹上电源)(1)推进系统:以发动机为主体,为导弹提供飞行动力,保证导弹获得需要的射程和速度。
导弹常用的发动机有火箭发动机(固体、液体火箭发动机)、空气喷气发动机(涡轮喷气和冲压喷气发动机)、以及组合型发动机(固—液组合,火箭—冲压组合发动机)。
(2)制导系统:制导系统是导引和控制导弹飞向目标的仪器和设备的总称。
制导系统可以完全装在弹上,如自寻的制导系统。
但也有的导弹,弹上只装控制系统,导引系统则装在地面指挥站或载舰、载机上,如面对空导弹等。
(3)战斗部:导弹上直接毁伤目标,完成其战斗任务的部分,由于大多置于导弹头部,故习惯称为导弹头。
由于导弹所攻击的目标性质和类型不同,相应的要求导弹配置有毁伤作用不同,结构类型不同的战斗部,如爆破战斗部、杀伤战斗部、聚能战斗部、化学战斗部、生物战剂战斗部以及核战斗部。
(4)弹体弹体是导弹的结构主体,是各舱、门、空气动力翼面、弹上机构及一些零组件联接而成的,具有良好的气动外形的壳体,用以安装战斗部、制导系统、动力装置、推进剂及供点系统(弹上电源),以及空气动力翼面(包括产生升力的弹翼),产生操纵力的舵面,以及保证稳定飞行的安定面(尾翼)(5)供电系统(弹上电源)供电系统负责给弹上各分系统供给正常工作所需要的电能,主要包括电源,各种配电、变电装置等。
导弹的分类:(1)按照发射地点和目标所在的位置分类:面对面、面对空、空对面、空对空(导弹);(2)按照作战使命分类:战术型、战略型;(3)按照结构与弹道分:有翼式(巡航式、其他有翼式)、弹道式;(4)按照射程远近分:近程(0~1000)、中程(1000~3000)、远程(3000~8000)、洲际(8000~∞)km;(5)按所攻击的目标分类:攻击固定目标、攻击活动目标(反飞机、反坦克、反舰(潜)、反卫星、)在大气层内飞行的导弹,可由改变空气动力获得控制,有翼导弹一般用改变空气动力的方法来改变控制力。
在大气层中或大气层外飞行的导弹,都可以用改变推力的方法获得控制4.2导弹制导系统的分类稳定回路系统是制导系统的重要环节,它的性质直接影响制导系统的制导准确度,弹上控制系统应既能保证导弹飞行的稳定性,又能保证导弹的机动性,即对飞行有控制和稳定的作用制导系统功能上讲包括导引系统和控制系统两部分根据导引系统的工作是否与外界发生联系可分为自寻的制导系统也称为自寻的制导系统,是利用目标辐射或反射的能量制导导弹去攻击目标。
根据导弹所利用能量的能源所在位置的不同,自寻的制导系统可分成三种:1、主动式:照射目标的能源在导弹上,对目标辐射能量,同时有导引头接收目标反射回来的能量的寻的制导方式。
2、半主动式:照射目标的能源不在导弹上,弹上只有接收装置,能量发射装置设在导弹以外的制导站或其他位置3、被动式:目标本身就是辐射源,不需要发射装置,由弹上导引头直接感受目标辐射的能量,导引头将以目标的特定物理特性作为跟踪的信息源。
作用距离小,常用红外自寻的系统。
原理组成:遥控制导系统由导弹以外的制导站向导弹发出导引信息的制导系统,称为遥控制导系统。
根据导引指令在制导系统中形成的部位不同,遥控制导又分为波束制导和遥控指令制导。
相比于自寻的制导,遥控制导设备分布在弹上和制导站上,精度较高,精度随着导弹与制导站距离的增加而降低,且在命中目标前不能规避障碍,生存能力较差。
天文制导(星光制导)是根据导弹、地球、星体三者之间的运动关系,来确定导弹的运动参量,将导弹引向目标的一种制导技术。
导弹天文导航系统一般有两种:一种是由光电六分仪或无线电六分仪,跟踪一种星体,导引导弹飞向目标。