CN111189360B - 一种基于双模协同的抗红外面源诱饵干扰方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于双模协同的抗红外面源诱饵干扰方法，属于导弹制导抗干扰技术领域；步骤一、在导弹上红外系统对目标进行连续帧拍照；并根据照片判断目标是否投放干扰弹；步骤二、解析出目标和全部干扰弹，作为候选目标点；步骤三、判断候选目标点为疑似点或确定干扰点；保留疑似点，去除确定干扰点；步骤四、计算各疑似点的置信值；当超过阈值N，判断该疑似点为目标；步骤五、雷达系统关闭，采用红外系统继续对目标进行跟踪；本发明协同运用红外图像信号与雷达距离信号的不同特点，实现了抗红外干扰，特别是面源干扰的目的。

Description

一种基于双模协同的抗红外面源诱饵干扰方法

技术领域

本发明属于导弹制导抗干扰技术领域，涉及一种基于双模协同的抗红外面源诱饵干扰方法。

背景技术

在未来的战争中，精确制导武器将扮演越来越重要的角色。红外弱小目标的检测和跟踪是成像制导和预警系统的核心技术之一，也是一个国家军事武器现代化、自动化和智能化的重要标志之一。红外成像属于被动成像技术，相比于雷达，它具有隐蔽性好，识别跟踪精度高等优点。但是，红外制导容易受红外干扰弹，特别是红外面源干扰影响。雷达探测制导是传统的制导技术，属于主动探测制导，发展相对成熟。相较于激光制导，雷达制导探测距离远，与红外成像制导相比，雷达制导不易受到干扰弹干扰，穿透雾、烟、灰尘的能力强，具有全天候(大雨天除外)全天时的特点。但同时雷达制导精度较低，且由于是主动探测制导，探测信号容易被目标发现。因此，在跟踪过程中，特别是在干扰投放过程中，需要融合两个信道各自的信息优势，更好的抵制干扰弹影响，提高精确制导武器跟踪性能。

在实际应用中，探测系统往往要求在尽可能远的距离捕捉到目标并对其进行跟踪。在这种情况下，目标在红外图像上通常呈现为点状，加上成像过程中的各种噪声及背景杂波，使得目标的检测和跟踪变得非常困难。而面源干扰弹的出现更是加重了这一问题。在投放面源干扰时，红外图像中目标通常被完全遮蔽。此时单一的红外检测跟踪技术很难再对目标进行制导。

发明内容

本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提出一种基于双模协同的抗红外面源诱饵干扰方法，协同运用红外图像信号与雷达距离信号的不同特点，实现了抗红外干扰，特别是面源干扰的目的。

本发明解决技术的方案是：

一种基于双模协同的抗红外面源诱饵干扰方法，包括如下步骤：

步骤一、在导弹上设置红外系统和雷达系统；完成打击目标识别后，导弹处于跟踪目标状态；雷达系统关闭，由红外系统对目标进行连续帧拍照；并根据照片判断目标是否投放干扰弹，当判断目标投放了干扰弹时，雷达系统打开，雷达系统和红外系统同时工作；雷达系统进行目标跟踪；红外系统进行干扰弹分析，进入步骤二；否则，进入步骤五；

步骤二、对步骤一中最后一帧的图片进行解析，解析出目标和全部干扰弹，作为候选目标点，保存全部候选目标点的特征；

步骤三、红外系统继续实时拍照，并在全部候选目标点中继续筛选判断，判断候选目标点为疑似点或确定干扰点；保留疑似点，去除确定干扰点；

步骤四、重复步骤二至步骤三，计算各疑似点的置信值；并将各疑似点的置信值与设定阈值N比较，当超过阈值N，判断该疑似点为目标；

步骤五、雷达系统关闭，采用红外系统继续对目标进行跟踪。

在上述的一种基于双模协同的抗红外面源诱饵干扰方法，所述步骤一中，根据照片判断目标是否投放干扰弹的具体方法为：

对连续两帧的红外图像进行分析，当连续两帧红外图像的灰度值变化率大于等于50％，且目标面积变化率大于等于50％时，判断目标投放了干扰弹；否则判断目标未投放干扰弹。

在上述的一种基于双模协同的抗红外面源诱饵干扰方法，所述步骤三中，判断候选目标点为疑似点或确定干扰点的具体方法为：

对相邻两帧图片进行分析；当相邻两帧图像中，同一个候选目标点的位移变化率小于10个像素，且灰度值变化小于10％时，判断该候选目标点为疑似点；否则为确定干扰点。

在上述的一种基于双模协同的抗红外面源诱饵干扰方法，所述步骤四中，疑似点置信值的计算方法为：

疑似点置信值的初始值为0；每完成一次步骤二至步骤三的循环后，当判断该疑似点依然为疑似点时，该疑似点的置信度加1；否则减1；循环累计。

在上述的一种基于双模协同的抗红外面源诱饵干扰方法，所述步骤四中，阈值N为正整数，且N≥80。

本发明与现有技术相比的有益效果是：

(1)本发明通过目标的能量与面积特征判断是否投放干扰，通过红外目标重检测技术判断干扰是否结束，根据不同状态，选择不同的跟踪制导模式，实现抗红外面源干扰的目的；

(2)由于目标相对背景运动明显，而背景在前后两图像中几乎不变，本发明在步骤一中，设定了灰度值变化率大于等于50％，且目标面积变化率大于等于50％时，判断目标投放了干扰弹；否则判断目标未投放干扰弹；可以有效区分疑似目标点和背景干扰，提高红外小目标的检测和识别精度；

(3)本发明设计了针对疑似点置信值的计算方法，并将置信值与设定阈值进行判断，实现了精确判断区分目标；

(4)当面对面源红外干扰时，传统的抗干扰算法难以奏效；本发明采用决策融合的方法，将红外图像信号与雷达信号结合，以达到抗干扰的目的。利用红外图像判断干扰投放状态，当面源干扰投放时，将跟踪模式切换至基于雷达信号的跟踪。同时，在红外信号上进行弱小目标重检测。直到红外图像中稳定的检测到目标，判定干扰结束，再将跟踪模式切换至基于红外信号的跟踪。本发明可以有效的抵抗红外面源干扰，保证跟踪流程的连续稳定。

附图说明

图1为本发明抗红外面源诱饵干扰流程图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步阐述。

针对红外面源干扰遮蔽性强的特点，本发明提出了基于双模信号的抗红外面源干扰的算法，其特征在于红外图像信号与雷达距离信号的协同运用。该方法基于红外图像信号判断干扰投放状态，根据干扰投放状态的不同，选择不同的跟踪模式。如果红外信号中能量和目标面积等特征发生突变，则判断当前投放干扰，基于红外信号的跟踪可信度下降，转为基于雷达信号的跟踪，同时在红外图像上进行目标重检测。当红外图像上重新检出目标后，再切换为红外信号跟踪。

如图1所示，抗红外面源诱饵干扰方法主要包括如下步骤：

步骤一、在导弹上设置红外系统和雷达系统；完成打击目标识别后，导弹处于跟踪目标状态；雷达系统关闭，由红外系统对目标进行连续帧拍照；并根据照片判断目标是否投放干扰弹，当目标投放干扰弹，进入步骤二；否则，进入步骤五；根据照片判断目标是否投放干扰弹的具体方法为：

对连续两帧的红外图像进行分析，当连续两帧红外图像的灰度值变化率大于等于50％，且目标面积变化率大于等于50％时，判断目标投放了干扰弹；否则判断目标未投放干扰弹。当判断目标投放了干扰弹时，雷达系统打开，雷达系统和红外系统同时工作；雷达系统进行目标跟踪；红外系统进行干扰弹分析。

步骤二、对步骤一中最后一帧的图片进行解析，解析出目标和全部干扰弹，作为候选目标点，保存全部候选目标点的特征；

步骤三、红外系统继续实时拍照，并在全部候选目标点中继续筛选判断，判断候选目标点为疑似点或确定干扰点；保留疑似点，去除确定干扰点；判断候选目标点为疑似点或确定干扰点的具体方法为：

对相邻两帧图片进行分析；当相邻两帧图像中，同一个候选目标点的位移变化率小于10个像素，且灰度值变化小于10％时，判断该候选目标点为疑似点；否则为确定干扰点。

步骤四、重复步骤二至步骤三，计算各疑似点的置信值；并将各疑似点的置信值与设定阈值N比较，当超过阈值N，判断该疑似点为目标；疑似点置信值的计算方法为：

疑似点置信值的初始值为0；每完成一次步骤二至步骤三的循环后，当判断该疑似点依然为疑似点时，该疑似点的置信度加1；否则减1。循环累计。阈值N为正整数，且N≥80。

步骤五、雷达系统关闭，采用红外系统继续对目标进行跟踪。

本发明融合红外图像与雷达信号：

由于在红外图像中存在面源干扰时，弱小目标会被完全遮蔽，失去跟踪的可能。而雷达信号虽然受红外面源干扰影响小，但是精度较低，难以精确跟踪。因此需要融合两种信号的信息，以达到更好的抗干扰效果。由于红外与雷达信号差异较大，故采取决策融合的手段。抗干扰算法会根据实际状况不同，选择可靠信道作为跟踪依据。

基于前后帧配准的背景去除：

在复杂背景中存在的若干背景杂波与干扰会给弱小目标检测带来很大的困难。配准前后两帧红外图像，可以估计出背景运动参数。将背景运动参数用于图像变换，再将两帧变换结果差分，能有效地自动排出噪声、杂波等的干扰。因此在差分图像上可以有效区分疑似目标点和噪声，提高红外小目标的检测和识别精度。

干扰状态判定：

当出现红外面源干扰时，红外图像中的弱小目标被遮蔽，此时红外图像中的跟踪难以进行，需要切换至雷达信号跟踪模式。在此过程中，对干扰状态的判定至关重要。本发明利用能量是否突变、面积是否发生突变等策略判断是否有干扰弹投放。具体为对图像显著性检测结果进行帧间差分，计算差分结果的最大连通区域面积，当面积超过阈值时，判断该区域是否为圆，若为圆，则既可认为是发生干扰投放。

本发明虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (5)

1.一种基于双模协同的抗红外面源诱饵干扰方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤一、在导弹上设置红外系统和雷达系统；完成打击目标识别后，导弹处于跟踪目标状态；雷达系统关闭，由红外系统对目标进行连续帧拍照；并根据照片判断目标是否投放干扰弹，当判断目标投放了干扰弹时，雷达系统打开，雷达系统和红外系统同时工作；雷达系统进行目标跟踪；红外系统进行干扰弹分析，进入步骤二；否则，进入步骤五；

步骤二、对步骤一中最后一帧的图片进行解析，解析出目标和全部干扰弹，作为候选目标点，保存全部候选目标点的特征；

步骤三、红外系统继续实时拍照，并在全部候选目标点中继续筛选判断，判断候选目标点为疑似点或确定干扰点；保留疑似点，去除确定干扰点；

步骤四、重复步骤二至步骤三，计算各疑似点的置信值；并将各疑似点的置信值与设定阈值N比较，当超过阈值N，判断该疑似点为目标；

步骤五、雷达系统关闭，采用红外系统继续对目标进行跟踪。

2.根据权利要求1所述的一种基于双模协同的抗红外面源诱饵干扰方法，其特征在于：所述步骤一中，根据照片判断目标是否投放干扰弹的具体方法为：

对连续两帧的红外图像进行分析，当连续两帧红外图像的灰度值变化率大于等于50％，且目标面积变化率大于等于50％时，判断目标投放了干扰弹；否则判断目标未投放干扰弹。

3.根据权利要求2所述的一种基于双模协同的抗红外面源诱饵干扰方法，其特征在于：所述步骤三中，判断候选目标点为疑似点或确定干扰点的具体方法为：

对相邻两帧图片进行分析；当相邻两帧图像中，同一个候选目标点的位移变化率小于10个像素，且灰度值变化小于10％时，判断该候选目标点为疑似点；否则为确定干扰点。

4.根据权利要求3所述的一种基于双模协同的抗红外面源诱饵干扰方法，其特征在于：所述步骤四中，疑似点置信值的计算方法为：

疑似点置信值的初始值为0；每完成一次步骤二至步骤三的循环后，当判断该疑似点依然为疑似点时，该疑似点的置信度加1；否则减1；循环累计。

5.根据权利要求4所述的一种基于双模协同的抗红外面源诱饵干扰方法，其特征在于：所述步骤四中，阈值N为正整数，且N≥80。

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