CN115108016A - 自卫吊舱控制方法及装置、介质 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及飞行器相关设备技术领域，具体而言，涉及自卫吊舱控制方法及装置、介质，设置威胁等级，获取红外及雷达信号，根据红外及雷达信号确定威胁等级，根据威胁等级进行确定是否触发告警器进行告警，根据威胁等级进行确定是否触发投放器进行诱饵投放，每次诱饵投放完后。采用本发明的上述控制方法，可以对威胁载机的敌方地面和舰载警戒引导雷达、目标指示雷达、导弹制导雷达，机载火控雷达，弹载主动末制导雷达导引头等辐射源信号进行截获、测量、分选与识别、实时进行威胁告警，导弹逼近红外告警，根据指令投掷有源诱饵弹，对敌方导弹制导系统末制导阶段实施诱骗干扰。
Description
技术领域
本发明涉及飞行器相关设备技术领域，具体而言，涉及自卫吊舱控制方法及装置、介质。
背景技术
吊舱是指安装有某机载设备或武器，并吊挂在机身或机翼下的流线型短舱段。可固定安装（如发动机吊舱），也可脱卸（如武器吊舱）。加装吊舱可以使飞机拥有其本身所不具备的功能，加装吊舱通常需要机载电子设备的支持和考虑飞机的整体空气动力。目前国内的吊舱一般只具备导弹威胁告警或者只具备诱饵投放的功能，现在亟需一种能够两种功能都能实现的吊舱装置。
发明内容
本发明的目的是提供自卫吊舱控制方法及装置、介质，来解决目前现有技术中未有同时具备导弹威胁告警和投放有源诱饵功能的吊舱系统。
本发明的实施例通过以下技术方案实现：
一种自卫吊舱控制方法，
设置威胁等级；
获取红外及雷达信号；
根据红外及雷达信号确定威胁等级；
根据威胁等级进行确定是否触发告警器进行告警；
根据威胁等级进行确定是否触发投放器进行诱饵投放；
每次诱饵投放完后，均根据红外及雷达信号再次确定威胁等级；
根据再次确定的威胁等级进行确定是否继续触发红外告警器告警和触发诱饵的投放。
在本发明的一实施例中，所述威胁等级至少包括无威胁、低威胁和高威胁三种等级；
根据红外及雷达信号确认为低威胁的威胁等级时，触发红外告警器告警进行告警；
根据红外及雷达信号确认为高威胁的威胁等级时，触发红外告警器告警进行告警并触发投放器进行诱饵投放；
根据红外及雷达信号确认为无威胁的威胁等级时，不触发诱饵投放器和告警器。
在本发明的一实施例中，再次确定的所述威胁等级为低威胁或者高威胁时，继续触发该威胁等级对应的告警或者诱饵投放，直至根据红外及雷达信号确定的威胁等级变为无威胁。
一种自卫吊舱控制装置，包括；
雷达告警模块，用于获取雷达信号和作出告警反应；
红外告警模块，用于获取红外信号和作出告警反应；
干扰物投放模块，用于诱饵的投放；
综合控制处理模块，用于执行上述的任意一种自卫吊舱控制方法，所述雷达告警模块、红外告警模块和干扰物投放模块均与综合控制处理模块电连接。
在本发明的一实施例中，所述雷达告警模块包括告警天线和雷达接收告警机，所述雷达接收告警机包括射频处理模块、数字接收模块和雷达告警处理模块，所述告警天线与所述射频处理模块电连接，所述射频处理模块与所述数字接收模块电连接，所述数字接收模块与所述雷达告警处理模块电连接，所述雷达告警处理模块用于信号分选、目标识别、威胁等级判断和实时告警。
一种上述雷达告警模块的软件架构，包括：
表示层，实现战场威胁目标的实时显示；
业务逻辑层，表示业务工作流程；
功能模块层，实现业务流程所需要的接口API及功能模块；
数据访问层 ，实现功能模块所需要的接口API、硬件驱动API及硬件模块。
在本发明的一实施例中，所述红外告警模块包括红外传感器和红外告警机，所述红外告警机包括红外图像处理模块，所述红外传感器与所述红外图像处理模块电连接，所述红外图像处理模块用于图像处理和信息上传。
在本发明的一实施例中，所述红外图像处理模块在处理图像时，还包括如下步骤：
对红外传感器进行安装标定，利用靶标在相邻两个红外传感器视场坐标位置进行标定；
对红外传感器中所采集的鱼眼图像进行展开投影至球面；
将展开后的鱼眼图像映射到以飞机坐标系为基准的球面全景图上；
将各个红外传感器所采集的红外图像按照顺序投影到一个半球面上，以半球面全景图的形式存储；
对各个红外器传感器所采集的图像进行拼接融合。
一种红外图像处理模块的目标确认方法；
对原始序列图像进行背景抑制，包括去除非均匀性残差和去除杂波背景；
对单帧图像进行小目标搜索；
通过管道滤波对图像消除噪声；
对每个目标的运动轨迹进行分析，剔除运动轨迹异常的虚假目标。
一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述一种自卫吊舱控制方法。
本发明实施例的技术方案至少具有如下优点和有益效果：
采用本发明的上述控制方法，可以对威胁载机的攻击物进行检测，实时进行威胁告警，威胁物逼近时，红外和雷达告警，根据指令投掷有源诱饵弹，对敌方导弹制导系统末制导阶段实施诱骗干扰，同时满足了威胁告警和诱饵投放的使用功能。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明的自卫吊舱控制装置；
图2为本发明的自卫吊舱工程流程图；
图3为本发明的雷达告警模块组成图；
图4为本发明的雷达告警模块原理图；
图5为本发明的前端模块原理图；
图6为本发明的射频处理模块；
图7为本发明的数字接收模块原理图；
图8为本发明的雷达接收告警机原理图；
图9为本发明的雷达告警模块工作状态转换图；
图10为本发明的雷达告警模块的软件架构图；
图11为本发明的雷达告警模块的数据流图；
图12为本发明的红外告警模块组成图；
图13为本发明的红外传感器整体结构示意图；
图14为本发明的红外告警模块的电源组件示意图；
图15为本发明的红外图像处理板数据交互示意图；
图16为本发明的红外告警模块的整体示意图；
图17为本发明的图像拼接流程示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
请参照图1-图2，本发明提供的一种自卫吊舱控制方法，包括了，
设置威胁等级；
获取红外及雷达信号；
根据红外及雷达信号确定威胁等级；
根据威胁等级进行确定是否触发告警器进行告警；其中告警器主要用于正常告警。
根据威胁等级进行确定是否触发投放器进行诱饵投放；其中投放器主要用于对诱饵的投放，该诱饵可以对威胁进行干扰。
每次诱饵投放完后，均根据红外及雷达信号再次确定威胁等级；
根据再次确定的威胁等级进行确定是否继续触发红外告警器告警和触发诱饵的投放，其中投放器可以设置为自动投放或者由飞行员手动投放。
在本实施例中，对威胁载机的敌方地面和舰载警戒引导雷达、目标指示雷达、导弹制导雷达、机载火控雷达、弹载主动末制导雷达导引头等辐射源信号进行截获、测量、分选与识别、实时进行威胁告警，导弹逼近红外告警，根据指令投掷有源诱饵弹，对敌方导弹制导系统末制导阶段实施诱骗干扰，同时实现了对威胁的告警和对诱饵的投放。
具体的，威胁等级可以至少设置无威胁、低威胁和高威胁三种等级，详细的是，根据红外及雷达信号确认为低威胁的威胁等级时，触发红外告警器告警进行告警；
根据红外及雷达信号确认为高威胁的威胁等级时，触发投放器进行诱饵投放和红外告警器告警进行告警；
根据红外及雷达信号确认为无威胁的威胁等级时，不触发诱饵投放器或者告警器。
再次确定的所述威胁等级为低威胁或者高威胁时，继续触发该威胁等级对应的告警或者诱饵投放，直至根据红外及雷达信号确定的威胁等级变为无威胁。
本发明还提供了一种自卫吊舱控制装置，包括；
雷达告警模块，用于获取雷达信号和作出告警反应；
红外告警模块，用于获取红外信号和作出告警反应；
干扰物投放模块，用于诱饵的投放；
综合控制处理模块，用于执行上述的一种自卫吊舱控制方法，所述雷达告警模块、红外告警模块和干扰物投放模块均与综合控制处理模块电连接。
在一种实际运用的例子当中，对上述方法和控制装置结合进行详细说明，优选采用RS422通信，DC28V供电。
a)飞机起飞前， 取下投放器的弹匣，将有源诱饵弹装入弹匣，再将弹匣装入投放器；
b)DC28V上电，自卫吊舱进行上电自检，自检结果通过RS422上报电台；
c)自检正常后，通过软件或者数据加卸载器给告警器加载威胁库数据，即设置相应的威胁等级；
d)飞机起飞，飞行员设置诱饵弹投放工作模式：自动或手动模式；
e)系统通过综合控制处理模块向测控电台周期上报BIT信息；
f) 雷达告警模块和红外告警模块处于持续搜索的工作状态；
g)飞行过程中，飞行员可在地面任务控制席位控制自卫吊舱进行手动自检；
h)飞机进入到威胁区域，当告警器发现雷达及红外信号后，需对比威胁库数据，如果达到相应的威胁等级，进行预警或告警；
i)当雷达告警信号的威胁等级、属性、距离等信息达到投放条件时，飞机按照既定策略自动或手动投放1枚或多枚有源诱饵弹；
j)当高威胁等级告警信号存在，但暂未达到投放条件时，如果红外告警设备对导弹逼近进行告警，飞机需按照既定策略自动或手动投放1枚或多枚有源诱饵弹；
k)投放诱饵弹后，如果威胁雷达信号消失，本次自卫对抗完成；如果威胁雷达信号仍然存在，需重复上述i）、j）流程，直到威胁雷达信号消失；
l)飞机完成任务或经判断中止执行任务时，需撤离威胁区域、返航；
m)飞机降落后，需卸载诱饵弹并另行贮存；
n)卸载雷达告警模块和红外告警模块记录的战场数据，分析数据后更新威胁雷达信号库，并持续优化战法，不断提升诱饵使用效率。
在本实施例中，所述雷达告警模块包括告警天线和雷达接收告警机，所述雷达接收告警机包括射频处理模块、数字接收模块和雷达告警处理模块，所述告警天线与所述射频处理模块电连接，所述射频处理模块与所述数字接收模块电连接，所述数字接收模块与所述雷达告警处理模块电连接，所述雷达告警处理模块用于信号分选、目标识别、威胁等级判断和实时告警。
如图3和图4所示，具体的，在硬件设置方面告警天线设置在雷达接收告警机的外部，告警天线共设置有四个，告警天线主要由平面螺旋天线、前端模块以及内部的互联电缆等组成，其组成及功能完全相同，两两配置与吊舱前后两端，前部分的两个分别呈315°和45°方位设置，后部分两个分别呈225°和135°方位设置，用于覆盖360°方位 ，形成比幅测向。告警天线主要实现雷达告警设备对雷达辐射信号的接收。
如图5所示，雷达告警接收天线主要有以下功能：
1).接收2GHz～18GHz频段的外界射频信号；
2).前端模块对射频信号进行滤波、放大、均衡处理，输出射频信号，
3).配合设备完成接收通道的自检。
雷达接收告警机是雷达告警设备的核心分机，主要完成雷达告警信号处理并产生告警信息功能。
雷达接收告警机通过422接口实现与自卫吊舱的综合控制处理模块之间的交联和交互。
雷达接收告警机由内部总线实现设备各模块之间统一调度，完成设备的工作模式转换、参数传输、数据保存等工作，完成对抗任务，实现对设备的工作流程控制，以及实现自检控制功能。
其中，雷达接收告警机主要包括射频处理模块、数字接收模块和雷达告警处理模块。
如图6所示，射频处理模块主要用于对射频信号进行处理，射频信号经接收天线的前端模块进行限幅、滤波、放大后，送至雷达接收告警机的射频处理模块，射频处理模块主要完成4路射频信号的放大、均衡、增益控制等处理，输出射频信号给数字接收模块。
如图7所示，数字接收模块采用高速AD对输入的射频信号进行数字采集，将射频信号转换为数字信号，并采用数字信道化接收机技术对数字信号流进行信道化处理，完成信号检测和对频率、幅度、脉宽、重复周期、到达时间等参数的测量，最后形成初步脉冲数据编码，送入雷达告警处理模块进行进一步处理。
如图8所示，雷达告警处理模块接收数字接收模块传来的初步PDW编码信息，对其进行编码融合及角度计算，形成完整PDW信息，对PDW进行预处理、分选和跟踪，并形成雷达信号的目标数据，并结合威胁库数据，实现对截获到信号的威胁等级排序及实时告警，产生平台所需的告警信息。处理完成后，将目标数据和告警信息通过RS422接口上传到综合控制处理模块，同时将目标数据存储到数据记录模块。此外雷达告警处理模块还实现对告警天线、接收通道模块的硬件控制，以及根据外部输入闭锁信号，进行闭锁处理。
此外，雷达告警模块还包括数据记录模块和电源模块，其中，数据记录模块中所有记录数据均以导航信息中的北京时间为对准时标。雷达告警处理模块送来的信息包括：导航信息，雷达告警信息，数据库日期信息，信息上报情况，控制命令，自检结果，干扰物投放状态，PDW数据等。
电源模块：雷达接收告警机的电源输入为+28VDC，送电源模块中的DC/DC，转为雷达接收告警机中各电路模块、雷达告警接收天线工作所需的各种电压。
该雷达告警模块的软件以以嵌入式的方式，运行在雷达告警设备中，是雷达告警设备的核心。雷达告警设备软件对接收到的雷达信号进行目标确认及属性识别，确认其威胁等级，形成告警目标信息，完成对雷达的告警。
如图9所示，雷达告警设备的工作状态主要有初始化、上电自检、作战、周期自检、维护和维护自检六种工作状态。工作状态的转换由设备自动完成，或者由综合控制处理模块下发转换命令并经确认后完成。
雷达告警设备启动后，软件主要工程流程如下：
a)进入初始化状态，完成软件初始化、硬件初始化；初始化完成后，自动进入上电自检状态；上电自检状态下，软件控制完成对雷达告警设备各LRU及SRU的自检，并将自检结果上报给吊舱系统；上电自检完成后，自动进入作战状态；
b)作战状态下，软件实现对威胁辐射源的告警；
c)作战状态下，软件定时进行周期自检，完成对雷达告警设备各LRU及SRU的自检，并将自检结果上报给吊舱系统；周期自检完成后，自动进入作战状态；
d)作战状态下，软件接收到吊舱系统下发的维护状态切换命令后，进入维护状态；维护状态下，完成对雷达数据库的加载，以及软件版本、数据库版本等内容的显示；维护状态下，软件接收到吊舱系统下发的作战状态切换命令后，切换到作战状态；
e)维护状态下，软件接收到维护自检命令后，进入维护自检状态；维护自检状态下，软件完成对雷达告警设备各LRU及SRU的自检，并将自检结果上报给吊舱系统；维护自检完成后，自动进入维护状态。
如图10所示，本发明还提供一种上述雷达告警模块中的的软件架构，包括：表示层、业务逻辑层、功能模块层和数据访问层。
表示层通过调用业务逻辑层不同的业务，实现战场威胁目标的实时显示，完成威胁告警等功能；
业务逻辑层表示的是业务的工作流程，主要包括威胁告警业务流程、数据加卸载业务流程；
功能模块层定义了实现业务流程所需要的接口API及功能模块，涉及到的功能模块有雷达告警处理模块；
数据访问层实现了功能模块所需要的接口API、硬件驱动API及硬件模块，涉及到的硬件模块有雷达接收告警机以及自卫吊舱ICP。使用该软件架构，能够使本发明中的雷达告警模块在使用过程中达到更好的效果。
如图11所示，关于雷达告警模块中的数据流，具体的，由综合控制处理模块跟雷达告警处理模块交互，雷达告警处理模块在与射频处理模块和数字接收模块进行交互。
雷达告警处理模块主要用于能够识别目标雷达的属性、状态；实现对雷达参数测量、分选和威胁等级的动态判断；能够对威胁雷达进行实时告警，实现对雷达告警有关模块运行状态的控制；实现对雷达告警有关模块的自检控制。
雷达告警模块中的各设备总线主要有RS422总线、SRIO总线、以太网和核间通信等方式。
如图12和图13所示，在一种自卫吊舱控制装置的一种实施例中，红外告警模块包括红外传感器和红外告警机，所述红外告警机包括红外图像处理模块，所述红外传感器与所述红外图像处理模块电连接，所述红外图像处理模块用于图像处理和信息上传。
其中，红外传感器可以设置有两个，红外传感器完成对目标和背景红外辐射信号的采集和传输。由于红外探测器输出的原始模拟图像信号非均匀性非常差，不适宜进行直接处理及使用。通过对探测器输出进行信号调理并经过A/D采样电路将其转换成数字信号。数字化的图像信息传送给图像处理平台对原始图像信号进行各种算法处理，最终得到稳定可靠易于算法应用的数字图像。
红外传感器由红外光学组件、成像组件、电源组件组成。其中成像组件由中波制冷碲镉汞红外探测器、探测器接口板、成像主板组成，电源组件由电源板以及环控板所组成。成像主板对外输出LVDS数字视频、PAL制模拟视频、RS422信号，供电为DC24V。
关于红外光学组件，在本实施例中，优选采用反远距结构，光学系统前端采用光焦度较大的负透镜，达到超广角视场，采用非球面来优化像差，并合理控制系统尺寸，使系统具有成像质量好、结构简单、重量轻的优点。
系统具有很大景深，能将无穷远至1m范围内场景清晰成像，而无需调焦。
依据战机飞行环境进行设计，考虑气流、气压、温度等因素的影响，系统采用光学被动无热化，能满足-55℃～+71℃温度范围能清晰成像，而无需调节。
关于成像组件，优选采用冷式焦平面阵列，以高速数字处理电路作核心制成的全套信号处理、补偿和成像电路及软件。
成像组件主要包括红外探测器、探测器接口板、成像板，其中红外探测器可以选用中波制冷红外探测器；
探测器接口板主要负责与探测器的接口通信、模拟信号采集与调理；
成像板是红外机芯的核心部分，本成像板采用目前的硬件架构，采用高性能处理器配合大容量存储器，并在板上集成了四路AD转换器，可以完成探测器时序驱动、接收红外模拟图像信号并进行数字化转换、针对红外告警的工作特点，采用了非均匀性校正、盲元校正等算法，来提高图像质量和环境适应能力，红外图像算法的处理以及接收系统同步信号并向后级红外处理板提供LVDS红外数字视频。
如图14所示，电源组件主要包含电源管理板，完成输入电源的转换和监测，后级各路负载的电源控制和监测，设备内部温度管控。
电源组件实现后级各路负载的电源控制，其目的之一是提高红外告警传感器的环境适应性，考虑到飞机在飞行过程中所处环境温度恶劣，对内部电子元器件的可靠性会产生较大的影响。因此在低温环境下，需要对电子元器件进行加热。电源组件通过外接温度传感器采集成像组件和环境的温度，确定是否需要对电子元器件进行加热，当关键电子元器件的温度达到其允许的温度范围之内时，才打开电子开关，使负载开始工作。在负载工作过程中，依然依靠电源组件通过外接温度传感器和加热装置来维持电子元器件的温度处于其允许的范围之内。
在一种实施例中，红外告警机主要包括红外图像处理模块，还包括电源模块和母板。
红外图像处理模块由红外图像处理板和固态存储板组成，红外图像处理板主要完成2路红外图像的拼接融合、图像智能处理、接收航姿信息和上报告警信息等。红外图像处理板优选采用DSP+ FPGA的架构，FPGA对大数据量进行高速、并行处理，非常适合图像拼接等矩阵式数据处理，同时配合DSP的图像处理能力，极大的提高了图像处理性能，保证了系统实时性要求。
如图15所示，主处理FPGA完成4路红外图像的采集与送显示、图像拼接与融合、串口控制、惯导数据解析、环温监控、上报告警信息、与外部接口通讯与控制等功能。多核DSP主要完成导弹目标跟踪、人工智能决策和数据通讯任务。
如图16所示，其中，红外传感器算法软件优选采用非均匀性校正、动态去盲元等图像预处理算法，还包括通信控制模块和测试模块，通讯控制模块主要包括红外传感器与图像处理板之间的数据通信及控制协议，图像处理板与外部接口之间通信协议。
如图17所示，本发明还提供一种上述红外图像处理模块的图像处理方法。
在本实施例中，导弹逼近红外告警设备采用2个93°×93°红外传感器获取飞机尾后周围的红外图像。
1）安装标定
每个镜头是视场范围是93°×93°。理想安装情况下，每两个红外传感器视场重叠1.5°。
安装标定利用靶标在相邻两个红外传感器视场坐标位置进行标定，使两个镜头之间有一定的重叠区域。从而确保2个热像仪视场覆盖整个方位180°俯仰±45°的空间。
2）鱼眼图像展开
红外传感器中采用鱼眼镜头，鱼眼镜头是一种短焦距超广角镜头，它不简单的是广角镜头的延伸，因为其成像理论与普通光学镜头有很大的不同。一般鱼眼镜头依据等距投影准则设计。
鱼眼图像固有的光学特性使其在越远离光心的地方，成像越不符合人眼的习惯。为了减少鱼眼图像球面全景图像拼接中间误差，直接通过鱼眼图像球面投影模型，将鱼眼图像直接投影到球面上，从而以球面全景图的方式将鱼眼图像展开。
3）半球面全景图拼接
由于红外传感器采集到的一组序列图像是传感器在不同角度下获取的，它们并不在同一投影平面上，直接拼接会导致重合区域的局部扭曲和变形，将会破坏实际场景中的视觉一致性。
为了维持实际场景中的空间约束关系，须将图像统一投影到球面上，从而实现球面全景拼接。
以飞机自身坐标系为参考系，根据红外传感器安装在飞机上的位置分别标记为后左和后右传感器。将获得的2幅红外图像按照顺序投影到一个半球面上，以半球面全景图的形式存储。
4）图像融合
在图像的拼接过程中，需要求出两幅图像的重叠部分，重叠部分中的场景来自不同的图像，即使是相同的场景，相机从不同的角度拍摄仍然会有产生一定的光照差异甚至是物体形态的差异。根据重叠区域计算三组测光参数，将四幅图像调整到统一灰度水平，再采多分辨率金字塔融合方式无缝拼接多幅图像间的重叠部分。
为了确保2个分布式红外传感器能覆盖方位后向180°、俯仰±45°空域范围，首先对2个红外传感器进行安装标定，确保两两传感器重叠区域为1.5°左右。安装标定后，对红外鱼眼图像展开，将四幅展开后的红外鱼眼图像映射到以飞机坐标系为基准的球面全景图上，根据重叠区域进行测光调整和过度区域融合从而实现图像无缝拼接。采用本发明的图像处理方法，能够得到更加适合吊舱的使用环境，并得到可用的图像。
本发明还提供了一种上述红外图像处理模块的目标确认方法，包括；
1）背景抑制，其中背景抑制包括自适应本底修正和背景抑制匹配滤波。
自适应本底修正，由于本底修正方法能够在系统工作过程中跟踪输入信号的变化，去除非均匀性残差，所以该方法能够使系统时刻保持最佳的校正效果。同时，它通过在图像修正过程中加入修正判断，很大程度的改善了图像固定噪声影响问题。
背景抑制匹配滤波，在大部分情况下，图像中的背景是大面积缓慢变化的场景，像素之间具有强相关性，其占据着图像空间的低频分量；而图像中的目标由于面积很小且相对较亮，因此表现为图像空间的高频分量。通过对图像分解，去除强相关的杂波背景，即可得到一幅含有目标的近似为高斯白噪声的图像。从而抑制了背景干扰和杂波的影响。
2）搜索检测
由于导弹目标在红外告警设备中的成像面积小，缺乏形状和结构特征。小目标周围局部区域的纹理与相对更大区域纹理会发生较大改变，对单帧图像进行小目标搜索，通过运用纹理分析方法从纹理特征差异中找到疑似目标，并结合形态学Top-Hat算子检测结果进一步筛选候选目标，剔除异常目标。
3）帧间管道跟踪
由于噪声的干扰，可能会出现单帧内目标信息不连续等问题，这会严重影响到系统的响应时间以及最终的目标决策。这里就需要加入一定的滤波技术来消除噪声和外界的干扰。
管道滤波实际上是一个时空滤波器，它是在序列图像的空间位置上以目标为中心建立的一个空间管道，管道的直径（如果管道是圆形的）代表空间的作用尺寸，管道的长度代表检测时间的长度，可消除噪声等干扰。
假设检测时间对应图像的帧数为n，在n帧图像中同一个管道中有m帧检到目标则认为此管道中存在目标。对于检测时间较长或目标在像平面上的累计位移较大的情况，应采用移动式管道滤波方法。通过帧间管道跟踪技术可以获取目标的有用信息
4）运动轨迹分析
通过管道滤波技术，对每个目标的运动轨迹进行分析，剔除运动轨迹异常的虚假目标。
5）综合决策
对各类目标的判定和决策分三层进行，即单帧图像处理、多帧图像序列中的判断决策、人工智能综合决策。从而形成由帧内，帧间，综合处理三层组成的综合决策机制，使得判断过程由粗到细，逐步工作，实现目标的准确检测和报警。
上述方法充分利用了序列图像的相关性和目标红外特性来研究弱小目标检测。利用序列图像进行红外弱小目标检测可以大大降低噪声和其它干扰对检测算法的不利影响，从而达到降低虚警率，提高系统整体性能指标。
对原始序列图像进行背景抑制，减小背景杂波影响，在帧内进行单帧小目标检测，通过纹理、灰度等目标特征丢弃部分虚假目标；将候选目标加入管道，进行多帧考察，分析目标运动轨迹；最后通过目标的特征量和目标运动轨迹特征对筛选后的目标按照一定的准则进行确认，将确认后的目标进行告警。
红外传感器和红外图像处理板中都包含通讯控制模块。
通讯控制模块：通讯控制模块主要完成与控制器的通讯、对红外传感器的配置、控制、以及内部工作状态的上报等任务。主要包括：自检测功能、输出图像选择功能、查询功能
关于干扰物投放器可以包括接收模块和触发模块，接收模块用于接收综合控制处理模块所发送的信号，传递至触发模块，进行执行或者关闭诱饵的投放。
在一种实施例中，综合控制处理模块是自卫吊舱的数据交互中枢，主要用于实现以下功能：
对外通信：
通过RS422与测控电台数据交互，实现与地面控制站的无线通信；
将来自测控电台的命令转换为内部控制逻辑，实现基本的控制功能，例如，投放指定弹仓诱饵弹；
将告警信息、自检状态、工作状态等信息上报测控电台，然后传输到地面控制站。
对内通信；
实现与雷达告警设备、红外告警设备、惯导设备、干扰物投放器等设备之间的告警信息、控制、自检状态、工作状态等数据交互。
作战决策与实施
根据雷达告警、红外告警和惯导姿态信息，结合作战策略算法，在自动模式下按照既定投放时间间隔自动实施和停止诱饵投放，在手动模式下给出实施诱饵投放和停止诱饵投放的时机建议。
综合控制处理模块的主要工作流程如下：
进入初始化状态，完成软件初始化、硬件初始化；初始化完成后，自动进入上电自检状态；上电自检状态下，软件控制完成对综合控制处理模块的自检，并将自检结果上报给测控电台；上电自检完成后，自动进入作战状态；
作战状态下，软件实现对雷达告警设备和红外告警设备告警状态的监测，并实现与电台的通信信息解析；
作战状态下，软件定时进行周期自检，完成对雷达告警设备、红外告警设备、干扰物投放器的自检状态收集，并将自检结果上报测控电台；周期自检完成后，自动进入作战状态。
下列为可能使用到的英文缩写解释：
RWR 雷达告警设备
MAW 导弹逼近红外告警设备
PDW 脉冲描述字
PW 脉冲宽度
PRF 脉冲重复频率
ERP 等效辐射功率
R.M.S 均方根值
MTBF 平均故障间隔时间
MTTR 平均修复时间
Mmaxct 最大修复时间
LRU 外场可更换单元
SRU 内场可更换插件
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种自卫吊舱控制方法，其特征在于，
设置威胁等级；
获取红外及雷达信号；
根据红外及雷达信号确定威胁等级；
根据威胁等级进行确定是否触发告警器进行告警；
根据威胁等级进行确定是否触发投放器进行诱饵投放；
每次诱饵投放完后，均根据红外及雷达信号再次确定威胁等级；
根据再次确定的威胁等级进行确定是否继续触发红外告警器告警和触发诱饵的投放。
2.根据权利要求1所述的一种自卫吊舱控制方法，其特征在于，所述威胁等级至少包括无威胁、低威胁和高威胁三种等级；
根据红外及雷达信号确认为低威胁的威胁等级时，触发红外告警器告警进行告警；
根据红外及雷达信号确认为高威胁的威胁等级时，触发红外告警器告警进行告警并触发投放器进行诱饵投放；
根据红外及雷达信号确认为无威胁的威胁等级时，不触发诱饵投放器和告警器。
3.根据权利要求2所述的一种自卫吊舱控制方法，其特征在于，再次确定的所述威胁等级为低威胁或者高威胁时，继续触发该威胁等级对应的告警或者诱饵投放，直至根据红外及雷达信号确定的威胁等级变为无威胁。
4.一种自卫吊舱控制装置，其特征在于，包括；
雷达告警模块，用于获取雷达信号和作出告警反应；
红外告警模块，用于获取红外信号和作出告警反应；
干扰物投放模块，用于诱饵的投放；
综合控制处理模块，用于执行如权利要求1-3所述的任意一种自卫吊舱控制方法，所述雷达告警模块、红外告警模块和干扰物投放模块均与综合控制处理模块电连接。
5.根据权利要求4所述的一种自卫吊舱控制装置，其特征在于，所述雷达告警模块包括告警天线和雷达接收告警机，所述雷达接收告警机包括射频处理模块、数字接收模块和雷达告警处理模块，所述告警天线与所述射频处理模块电连接，所述射频处理模块与所述数字接收模块电连接，所述数字接收模块与所述雷达告警处理模块电连接，所述雷达告警处理模块用于信号分选、目标识别、威胁等级判断和实时告警。
6.根据权利要求5所述的一种自卫吊舱控制装置，其特征在于，所述雷达告警模块的软件架构为：
表示层，实现战场威胁目标的实时显示；
业务逻辑层，表示业务工作流程；
功能模块层，实现业务流程所需要的接口API及功能模块；
数据访问层，实现功能模块所需要的接口API、硬件驱动API及硬件模块。
7.根据权利要求6所述的一种自卫吊舱控制装置，其特征在于，所述红外告警模块包括红外传感器和红外告警机，所述红外告警机包括红外图像处理模块，所述红外传感器与所述红外图像处理模块电连接，所述红外图像处理模块用于图像处理和信息上传。
8.根据权利要求7所述的一种自卫吊舱控制装置，其特征在于，所述红外图像处理模块在处理图像时，还包括如下步骤：
对红外传感器进行安装标定，利用靶标在相邻两个红外传感器视场坐标位置进行标定；
对红外传感器中所采集的鱼眼图像进行展开投影至球面；
将展开后的鱼眼图像映射到以飞机坐标系为基准的球面全景图上；
将各个红外传感器所采集的红外图像按照顺序投影到一个半球面上，以半球面全景图的形式存储；
对各个红外器传感器所采集的图像进行拼接融合。
9.根据权利要求8所述的一种自卫吊舱控制装置，其特征在于，还包括如下步骤；
对原始序列图像进行背景抑制，包括去除非均匀性残差和去除杂波背景；
对单帧图像进行小目标搜索；
通过管道滤波对图像消除噪声；
对每个目标的运动轨迹进行分析，剔除运动轨迹异常的虚假目标。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至3中任一项所述的一种方法。
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| Liu et al. | Research on penetration technology of intelligent cluster missile system |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20220927 |