文 献 综 述
- 课程研究的背景及意义
无人机(Unmanned Aerial Vehicle) 作为一种 新型航空器,诞生于第一次世界大战期间,其后在很 长时间内主要用于军事侦察和靶机。 从 20 世纪 80 年代起,随着无人机广泛投入战场,各国开始投入巨 资研发无人机。 进入 21 世纪以来,民用无人机的市 场需求也与日俱增。 世界各国已经开始着手建立和完善其监管制度,以便更好地发挥其军事用途并开 发其商业需求。 中国作为一个无人机生产和销售大国,无论是出于国防安全的需要还是规范与促进产业发展的需要,都应当建立一个比较成熟的无人机监管制度。[1]根据国外局部战争的特点，雷达作为机载武器 平台执行对地、对海和对空作战任务的主要探测设备发挥着重要的作用。同时，目前空战战场随着电子干扰技术、飞机隐身技术等不断进步，雷达已成为暴露本机位置的主要辐射源之一，且作用距离大幅下降，因此，研制一种新型的探测设备，在正常情况下辅助雷达工作，而处于静默攻击、电子干扰和反隐身的威胁之下时，可以代替雷达独立工作，支持武器发射，具有重大的意义。[2]温度高于绝对零度的一切物体都能向外辐射红外能量，从上世纪七十年代开始，利用物体的红外热辐射进行成像的技术逐步出现，进一步使用红外成像技术制造的红外预警系统成为雷达系统的很好补充。[5]
随着我国对民用无人机发展的高度重视，民用无人机监管系统建设已成为必然。[4] 近几年,以深圳大疆创新科技有限公司的无人机企业在世界范围内的行业地位越来越高,从而也带动了一批优秀的科技创新型企业投入到了无人机的研发队伍当中。无人机作为一个空中的平台,想具备什么功能取决于携带什么样的机载设备。由于多旋翼飞行器具有可垂直升降、成本低、结构简单、性能稳定等诸多优点,越来越多的企业将研究方向集中在多旋翼飞行器的航拍、植保、物流等行业应用上。[3]
二、国内外研究现状
在国外，对弱小目标检测的主要研究机构有美国的海军实验室、空军实验室、NASA以及加利福尼亚大学应用数学中心等。许多国际刊物也经常刊登一些弱小目标检测技术的研究成果。国际光学工程学会（Society of Photo-Optical Instrumentation Engineers，简记为SPIE）从1989年开始，几乎每年都会举办有关弱小目标检测技术的国际会议，研讨弱小目标检测技术的最新研究成果。
在国内，国家在弱小目标探测技术方面进行了大量的投入，已初具规模，但仍然与国外最先进的技术差距较大。国内在弱小目标检测方面的相关研究机构 有：国防科技大学、华中科技大学等高校以及兵器工业集团第211研究所、兵器工业集团第205研究所、中电集团第27研究所、中国船舶工业总公司717所等。其中，研究的重点集中在红外预警系统、机载前下视系统对地面及低空目标的监测、红外制导等领域。一些国内期刊也经常发表一些与弱小目标检测相关的研究成果。此外，我国也将高性能红外探测器件研制、红外精确制导武器、弱小目标信号处理技术列为红外预警和探测系统中的重点技术。[8]
传统的序列图像小目标检测与跟踪方法是先根据目标像素强度检测出目标, 然后通过序列图像投影得到目标的运动轨迹, 称之为 DBT (Detect-BeforeTrack)算法 ;而 TBD(Track-Before-Detect)则是在每一次扫描后将结果数字化存储起来, 然后对假设航迹包含的点作没有信息损失的相关处理 ,经过若干帧的积累后 ,同时得到检测结果与目标的航迹 。[6]
三、目标检测技术
红外目标检测的两个步骤是背景抑制和目标提取。
当成像系统和目标相对位置较远时，目标在成像平面内仅表现为一个或几个像素，称之为小目标。由于云杂波边缘容易对小目标产生干扰和影响，使得云杂波背景小目标检测成为一个热门研究课题。小目标检测最常用的是“背景抑制＋阈值分割”的检测算法。其中背景抑制是关键。目前，空域高通滤波、最大中值滤波、单一结构元素形态学和多结构元素形态学是目前比较常用的背景抑制算法。[7]
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