探测与识别技术

目标探测与识别技术调研报告摘要：目标检测与识别在军事上对于战场监视和侦察具有重要作用，是现代高科技战争中赢得战争胜利的关键因素之一。目标检测与识别就是对目标及环境的探测、识别、跟踪、定位，提供目标的信息，探测技术包括微光夜视技术、热成像技术、激光技术、兵器雷达技术等目前各国对目标检测与识别的研究都十分重视，探测与识别技术在现代国防，工业，医学和空间等领域有着广泛的应用前景。关键词:探测、识别、跟踪、定位、微光夜视技术、热成像技术、激光技术、兵器雷达技术。关键词:探测、识别、跟踪、定位、微光夜视技术、热成像技引言：目标检测与识别在军事上对于战场监视和侦察具有重要作用，是现代高科技战争中赢得战争胜利的关键因素之一。目标检测与识别就是对目标及环境的探测、识别、跟踪、定位，提供目标的信息，探测技术包括微光夜视技术、热成像技术、激光技术、兵器雷达技术等。微光夜视技术在可见光和近红外波段范围内，将微弱的光照图像转变为人眼可见的图像，扩展人眼在低照度下的视觉能力。微光夜视仪器可分为直接观察和间接观察两种类型。直接观察的微光夜视仪，由物镜、像增强器、目镜和电源、机械部件等组成，人眼通过目镜观察像增强器荧光屏上的景物图像，已广泛用于夜间侦察、瞄准、驾驶等。间接观察的微光电视，由物镜、微光摄像器件组成微光电视摄像机，通过无线或有线传输，在接收显示装置上获得景物的图像，可用于夜间侦察和火控系统等。1934年，荷兰的霍尔斯特等人制成第一只近贴式红外变像管，树立起人类冲破夜暗的第一块里程碑。随着夜视技术的不断进展，品种不断增多，目前主要有：主动式红外夜视仪、微光夜视仪和热成像仪三种。其中微光夜视仪与主动红外夜视仪相比，有着体积小、重量轻，而且由于工作方式是被动的，使用起来安全可靠，不易暴露的优点；和热成像仪相比虽然在性能上稍逊一筹，但其极高的性价比使其逐渐成为各国军队的主战夜视装备。主动式红外夜视仪是夜视器材的鼻祖，它的出现使人类第一次看到黑暗中的目标。像增强器研制成功，使得夜视器材的发展产生了一个新飞跃。而利用微弱的光线进行观测，是因为两个技术上的重大突破。首先，研制成功了灵敏度极高的光电阴极（S-20多碱光电阴极），使得夜视仪的光电增益大大提高。另一个突破是采用了光学纤维面板，大大提高了成像质量，将光线逐级放大，便实现了无须红外照明的微光观测。到1998年，就在美国陆军与利顿和ITT公司签订合同之际，第三代管的性能似乎已经达到了极限，然而利顿在投标中却又抛出了撒手铜一一无膜微通道板像增强器。自动门控允许像增强器在照明区域和白天仍产生对比度良好的高分辨率影像，而不是产生模糊的影像。这个特点对陆军直升机驾驶员来说特别重要，因为驾驶员在城镇、村庄上空飞行和着陆时，会遇到各种光照情况。在未来的城区作战中自动门控仍将发挥至关重要的作用，使得陆军士兵或陆战队员可以在黑暗和明亮区域间快速运动，而不必摘除夜视眼镜。自动门控还有助于减少夜间车灯等明亮光源产生的晕圈或影像模糊效应。外军认为，第四代微光夜视技术，使得作战装备性能产生了巨大飞跃。热成像技术热成像是通过探测目标辐射出的黑体辐射来探测目标的存在，能看到目标的大概轮廓，具体位置的温度用颜色或明暗标示，有的还会标示出目标的温度，可以透过烟雾尘发现目标。工业上的应用很广泛，用于探测电子器件故障、建筑物透水、保温层效果、管道状态、石油化工设备的安全检查等。交通应用通常装在车头用作“视觉增强”系统，可在黑暗、雾大、烟大、土大的情况下基本不受限制地看到路上的车辆、人或其它动物。军事上用于快速探测人员、车辆等设备的存在。分非制冷和制冷两种。我国的热成像技术起步于70年代中期，经过20多年来不懈的努力，依靠我们自己的技术力量，我国工程人员已经成功地研制开发出了多种热像仪和热成像系统。性能优良的红外热像仪正在广泛地应用于我国的国防和国民经济建设中。激光技术激光技术用于检测工作主要是利用激光的优异特性，将它作为光源，配以相应的光电元件来实现的。它具有精度高、测量范围大、检测时间短、非接触式等优点，常用于测量长度、位移、速度、振动等参数，在军事检测上主要的激光测距和激光雷达。激光测距-----激光束具有良好的指向性，利用激光束的这一特点做成的激光目标指示器与激光测距机是最早的军用激光设备，简单地说激光指向和测距是激光雷达的一部分。因此广义而言，他们也是激光雷达，只不过是只具有单一功能的激光雷达。脉冲激光测距机工作原理：脉冲测距是通过测定由测点射向目标反射回来的光脉冲的飞行时间来测定目标与测量点的距离。假设光在空气中的传播速度是均匀的，且为常数c，则测量点道目标的距离r为r=ct式中，光速为2.997924*108m/s；可2以看出测距的精度取决于C及飞行时间t的测量精度，由于大气的涡流和扰动，光速可能不是定常数引起误差，脉冲激光测距机的精度一般为米级的的。激光雷达--…工作在红外和可见光波段的雷达称为激光雷达。它由激光发射机、光学接收机、转台和信息处理系统等组成，激光器将电脉冲变成光脉冲发射出去，光接收机再把从目标反射回来的光脉冲还原成电脉冲，送到显示器。LiDAR(LightDetectionandRanging)，是激光探测及测距系统的简称。用激光器作为发射光源，采用光电探测技术手段的主动遥感设备。激光雷达是激光技术与现代光电探测技术结合的先进探测方式。由发射系统、接收系统、信息处理等部分组成。发射系统是各种形式的激光器，如二氧化碳激光器、掺钕钇铝石榴石激光器、半导体激光器及波长可调谐的固体激光器以及光学扩束单元等组成；接收系统采用望远镜和各种形式的光电探测器，如光电倍增管、半导体光电二极管、雪崩光电二极管、红外和可见光多元探测器件等组合。激光雷达采用脉冲或连续波2种工作方式，探测方法按照探测的原理不同可以分为米散射、瑞利散射、拉曼散射、布里渊散射、荧光、多普勒等激光雷达。军事用途激光扫描方法不仅是军内获取三维地理信息的主要途径，而且通过该途径获取的数据成果也被广泛应用于资源勘探、城市规划、农业开发、水利工程、土地利用、环境监测、交通通讯、防震减灾及国家重点建设项目等方面，为国民经济、社会发展和科学研究提供了极为重要的原始资料，并取得了显著的经济效益，展示出良好的应用前景。低机载LIDAR地面三维数据获取方法与传统的测量方法相比，具有生产数据外业成本低及后处理成本的优点。目前，广大用户急需低成本、高密集、快速度、高精度的数字高程数据或数字表面数据，机载LIDAR技术正好满足这个需求，因而它成为各种测量应用中深受欢迎的一个高新技术。快速获取高精度的数字高程数据或数字表面数据是机载LIDAR技术在许多领域的广泛应用的前提，因此，开展机载LIDAR数据精度的研究具有非常重要的理论价值和现实意义。在这一背景下，国内外学者对提高机载LIDAR数据精度做了大量研究。由于飞行作业是激光雷达航测成图的第一道工序，它为后续内业数据处理提供直接起算数据。按照测量误差原理和制定〃规范〃的基本原则，都要求前一工序的成果所包含的误差，对后一工序的影响应为最小。因此，通过研究机载激光雷达作业流程，优化设计作业方案来提高数据质量，是非常有意义的。结论：目标探测与识别技术已在当今的军事中起到了举足轻重的作用，在民用也作出了巨大的贡献，现在各国也都在努力发展自己的探测识别技术，使得现在的目标探测与识别技术发展得相当快速，除了微光夜视技术、热成像技术、激光技术、兵器雷达技术等还出来了很多新的探测识别技术。参考资料HYPERLINK".Q6/12071331OB