热成像技术在潜艇中的应用探讨

本文针对当前潜艇现代化发展需要，探讨热成像技术以及图像融合技术在潜艇中的应用。     

国外水下成像系统的发展

水下成像技术在搜索相援救、探雷、科学成像、目标跟踪、导航控制和目标识别方面有着广泛的应用。在过去的十年间,对非声学水下成像技术的重新重视导致了信号处理、计算机和激光技术的飞速发展,并且对海下环境有了更深了解。本文主要介绍国外水下成像系统关键的研究领域概况,包括:视频和摄像机系统的优化、摄影测量、图像处理、图像压缩、图像传感器融台,图像产生和再现。     

船舶管路高温泄漏检测及自动识别技术

通过分析船舶的热源管路,并针对这些管路进行红外线热成像扫描,将采集到的图像进行预处理,然后采用分水岭算法对处理后的高热图像实行分割和高温区域识别,再将其与红外热像图进行配准。实验结果证明,利用红外热成像技术可以实现船舶管路高温泄漏的有效检测,并且精度和检测准确率高。     

高分辨率ISAR成像技术研究

当运动目标旋转的角度较大时,ISRA成像会因为反射波越距离走动的问题,成像的分辨率低,图像不清晰。针对这种问题,本文提出运动目标图像子图像融合算法。本文算法通过将大角度旋转的高分辨率图像分块成低分辨率的子图像,然后对子图像进行裁剪、平移等处理,最后进行子图像的融合而获得高分辨率的ISAR成像图像,并通过对比实验来说明本文算法的有效性。     

基于Gabor变换的ISAR成像算法研究

由于传统的ISAR成像算法采用FFT，不能够很好地对机动目标成像，图像模糊，难以辨认，提出采用在时间和频域同时具有高分辨率的时频变换—Gabor变换来替代FFT作方位向的处理，得到目标的距离瞬时多普勒图像，实测数据结果表明，该方法得到的图像结果较好。     

深水沉排水下声纳成像技术及增强方法研究

采用侧扫声纳结合GPS、陀螺仪等,构建深水沉排水下自动成像采集系统。给出了系统数据采集、去噪、数据成像等关键技术的设计和实现方案。研究了深水沉排水下声纳成像色彩映射及图像增强关键技术,提出了一种利用伪彩技术增强深水排体声纳图像清晰度方法,构建了综合图像清晰度评价指标的图像清晰目标优化函数,实现了水下声纳成像色彩增强。     

红外成像制导技术

介绍红外成像制导技术的发展历程以及装备的研制、改进情况，指出在现代战争中发展红外成像制导技术的优势和重要性，重点探讨几种红外成像导引头的技术性能及其特点；最后分析红外成像制导技术的未来发展趋势。     

重庆寸滩集装箱码头基桩质量控制中的成像诊断技术

在重庆寸滩集装箱码头基桩质量控制中,运用超声波成像技术获取高分辨率的波速图像,对基桩缺陷进行诊断。该技术在确定因施工造成的基桩缺陷的尺寸和部位方面,具有分辨率高、缺陷定位准确、检测结果直观、图像清晰等特点,为基桩整体质量评价与补强提供可靠的依据。     

红外热成像测温技术及其应用

自然界一切温度高于绝对零度的物体都在以电磁波的形式向外辐射能量,其中包括0.7μm～100μm的红外光波.红外光具有很高的温度效应,这是红外热成像测温技术的基础.红外热成像就是通过红外探测器接收被测物体的红外辐射,再由信号处理系统转变为目标的视频热图像的一种技术.它将物体的热分布转变为可视图像,并在监视器上以灰度或伪彩显示出来,从而得到被测物体的温度分布场信息.     

改进R-D算法的ISAR成像仿真研究

在逆合成孔径雷达成像中,距离多普勒算法以其效率高占据了重要的地位。但基本R-D算法要求成像目标转角小,而且存在目标图像横向分辨率低等不足。本文在研究ISAR成像转台模型的基础上,采用脉冲压缩技术、插值技术、极坐标格式、后阈值处理技术以及加权技术改进R-D成像算法。同时对大转角情况下的目标进行成像。算法对二维目标由110个散射点组成的飞机模型进行仿真。仿真结果表明算法的有效性。     

基于Creator/Vega的合成孔径雷达图像仿真

合成孔径雷达（SAR）成像以飞机或卫星为平台,且以全天候,全天时,可全透性等优点获取高分辨率图像,已经成为国内外研究热点,特别在军事领域有着广泛的应用前景.论文研究了合成孔径雷达成像仿真原理以及其成像仿真系统框架结构,以及地形场景模型的构建与RCS材质映射,最后通过Vega中的RadarWorks模块来模拟合成孔径雷达成像仿真,通过设置合理的参数,能够较好的仿真出真实的合成孔径雷达图像.     

基于Creator/Vega成像仿真在雷达系统中的研究

在雷达系统仿真与评估的研究中,雷达系统视景的成像仿真则是其中一项重要技术。该技术基于虚拟现实技术实现,可以有效提高效率、降低成本,在军用上和民用上都有广泛的需求和巨大的应用前景。文章研究基于Creator建模的相关技术和流程,把构建的模型导入Vega中,然后通过Vega中的RadarWorks模块来模拟雷达成像仿真,通过设置合理的参数,能够较好的仿真出真实的雷达图像。     

基于光电探测器阵列的光纤布拉格光栅传感系统解调方法

比较通用线阵CCD,光电二极管阵列(PDA),CMOS成像传感器和InGaAs成像传感器的原理、特点和性能,提出基于InGaAs成像传感器的光纤光栅传感解调方法,并设计基于线阵InGaAs成像传感器的光纤光栅传感解调系统,利用该系统对应力和温度变化进行传感测量实验,验证系统的实用性。基于线阵InGaAs成像传感器的解调系统不仅测量精度和分辨率很高,响应速度快,而且从根本上改变了传统光纤光栅传感解调系统结构尺寸,光纤光栅传感解调仪工程实用化奠定了基础,具有很好的应用前景。     

摆动螺旋桨目标图像特定周期清晰成像系统设计

针对传统船舶摆动螺旋桨目标周期图像成像系统,在特定周期下受到外界环境光影响,无法在微光环境中摆动螺旋桨目标清晰成像的问题,进行深度分析。根据分析结果提出设计摆动螺旋桨目标图像特定周期清晰成像系统。首先对传统系统硬件部分进行修正,修正方式采用创建新硬件的方式。通过创建微光COMS图像采集单元,对传统硬件图像采集环境参数进行提升修正;其次,引入图像噪声概率算法对采集图像进行噪声参数优化,得到清晰摆动螺旋桨目标特征周期图像。最后,通过对比实验的结果数据证明提出设计的系统能够解决传统系统特定周期摆动螺旋桨目标成像清晰度差的问题。     

基于时频分析的ISAR机动目标成像研究

由于传统的ISAR成像算法采用FFT,不能很好地对机动目标成像,图像模糊,难以辨认。文章采用在时间和频域同时具有高分辨率的时频分析方法来替代FFT作方位向的处理,得到目标的距离-瞬时多普勒图像,仿真数据结果表明,该方法得到的图像结果较好。     

基于模糊数学模型的舰船红外成像目标智能识别方法

利用传统基于SVM和基于神经网络的方法对舰船红外成像目标进行智能识别,识别距离较短,导致识别范围受限。针对上述问题,提出基于模糊数学模型的舰船红外成像目标智能识别方法。该方法分为3步:1)对舰船红外图像进行预处理,包括图像滤波、图像增强、图像分割;2)利用基于几何特性方法提取处理后的图像特征;3)以图像特征作为模糊数学模型特征因子,构建模糊集合,并利用贴近度原则对被识别对象进行归属判决,完成目标识别。结果表明:与基于SVM和基于神经网络的方法相比,利用本方法进行舰船红外成像目标智能识别,识别距离延长10 m和20 m,识别范围扩大。     

相控阵雷达天线辐射的红外成像

讨论在雷达系统状态诊断中，应用红外成像技术与先进的数字处理技术相结合的优点，该技术可以提高系统的备用性和降低军队已普遍使用的相控阵雷达系统的费用，设计方案将产生一个红外场强诊断工具，它能够快速地评估已定型的相近阵雷达性能，此工具与红外成像技术相结合还可隔离不同射频固态辐射设备（辐射阵元），一部安装在飞机上相控阵雷达系统（F-15飞机使用的APG-63雷达系统）产生的RF辐射红外成像，已经在理论上被证明。然而，由于资金的限制，按比例扩大及采用其他可能技术进行评估未能进行。今天，固态相控阵技术已被充分运用在空中和地面雷达系统，对相控阵天线进行“终端至终端”测试的能力能够确定探测性能的下降，便于用场强值去替代有故障的RF辐射设备，减少了对庞大的雷达系统的拆装、运输等各个环节，此外，该技术还可用于初级诊断工具，提高现有补给能力，可以帮助修理厂快速识别/确定故障。在相控阵雷达天线维护的基础研究中，与引入航空电子学自动测试相比较，红外成像技术可以带来一个重大的变革。     

用于反应堆舱的视频采集技术

基于核动力船舶反应堆舱的具体应用需求,研制了一款无源、小型化、模块化,具有良好耐高温和耐辐照特性的视频采集装置。它利用光纤阵列成像技术和基于稀疏表示的图像超分辨率重建算法来获取高质量的图像。通过主观质量评分法,将该装置与传统的电子摄像管摄像机、CCD/CMOS彩色/黑白摄像机进行一系列的耐高温、耐辐照的实验对比分析。不同环境下的实验结果表明,该视频采集工作稳定可靠,完全满足设计要求。另外,该装置还具有良好的泛化推广能力,稍加适应性设计,即可应用于其他类似的环境中。     

ERT成像算法在管道泥浆浓度测量中的应用

电阻层析成像（ERT）技术的非侵入性和可视化特点在管道泥浆浓度检测中具有独特的优势，作为ERT技术的核心，成像算法的选择对于检测水平有很大影响。采用LBP算法、Newton-Raphson迭代算法和Landweber迭代算法对3种管道泥浆流型进行反演成像，并从成像精度、成像速度和抗噪声能力3个指标定量评价了3种算法的适用性。计算结果表明，LBP算法具有最快的成像速度和最强的抗噪声能力；Newton-Raphson算法具有最高的成像精度。根据成像实时性的要求确定选用何种算法。     

“反散射X射线探雷器”成功去除人类“毒瘤”

地雷技术的不断发展和广泛的应用，促进了探雷和扫雷技术的发展。原始的排雷手段一一士兵们用刺刀来刺探雷区或用扫雷犬搜索，已根本无法满足排雷速度的需要，而采用现代的电磁感应、热成像、雷达、热中子激活、生物传感器等先进探雷术，不但可以降低误报警率，有效地提高探雷和扫雷的速度，而且也大大提高了排雷人员的安全性。其中反散射X射线探雷器作为一项新兴的探雷技术崭露头角，逐渐被各国军方采用。