一种基于激光红外复合的目标检测方法及系统技术方案

本发明专利技术提供了一种基于激光红外复合的目标检测方法及系统，通过综合利用激光三维像数据、红外二维图像信息，结合激光测距、激光/红外融合、目标跟踪检测等处理方法，完成复杂背景下激光红外成像条件系统中的目标识别与抗干扰技术。本发明专利技术方法将激光成像融入到红外成像的目标检测中,既利用红外成像范围大、不受光照影响，能够全天候工作的优点，又利用激光成像能够提供三维距离信息的特点，有效提高目标的定位精确性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于激光红外复合的目标检测方法及系统
本专利技术属于融合图像目标检测领域，具体涉及一种空中目标抗红外干扰的检测方法及系统。
技术介绍
为了实现空中目标的有效探测，目前的探测手段主要有可见光探测，被动红外探测，微波、激光雷达等探测方式。单一探测方式由于其传感器特性和探测方式所限，往往具有较大的局限性，如红外探测方式无法对具有相似红外辐射的目标进行区分，易受到干扰导致目标探测失效；传统的激光雷达具有分辨率低、探测距离近等不足。通过复合探测可以实现两种探测方式的优势互补，目前常用的复合探测主要有微波、红外复合，以及激光、红外复合等。其中微波、红外复合主要是通过交接班的方式来实现不同距离下的目标探测，红外抗干扰能力并未得到有效增强；目前由于受到激光作用距离的限制，激光、红外复合探测的方式通常用于地面目标的探测，在较近距离探测时才能实现激光、红外的优势互补。此外由于激光数据的稀疏特性，与红外图像的分辨率差异较大，通常需要通过对激光、红外探测器的联合标定来实现坐标系的统一，容易产生坐标转换偏差。专利技术内容本专利本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于激光红外复合的目标检测方法，其特征在于，包括如下步骤：/n采集目标的红外图像并进行预处理；/n向目标发射激光脉冲，采集目标反射的激光脉冲回波信号，并对激光脉冲回波信号进行预处理，获得预处理后的激光图像；/n对预处理后的红外图像和激光图像进行配准；/n对配准后的红外图像和激光图像进行融合，实现目标位置的检测。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于激光红外复合的目标检测方法，其特征在于，包括如下步骤：
采集目标的红外图像并进行预处理；
向目标发射激光脉冲，采集目标反射的激光脉冲回波信号，并对激光脉冲回波信号进行预处理，获得预处理后的激光图像；
对预处理后的红外图像和激光图像进行配准；
对配准后的红外图像和激光图像进行融合，实现目标位置的检测。


2.根据权利要求1所述的一种基于激光红外复合的目标检测方法，其特征在于，所述对激光脉冲回波信号进行预处理包括如下步骤：
对连续多次采集的激光脉冲回波信号进行相关处理，生成相干回波信号；
对相干回波信号进行奇异值分解，并在分解后还原为激光信号。


3.根据权利要求2所述的一种基于激光红外复合的目标检测方法，其特征在于，所述相关处理包括如下步骤：
所述相干回波信号为其中，xij为第i个激光脉冲回波信号的第j个采样值，sij、nij分别为第i个激光脉冲回波信号的第j个采样值中的有效信号分量和噪声分量，i，j＝0,1,…,N-1，N为发射的激光脉冲数量。


4.根据权利要求3所述的一种基于激光红外复合的目标检测方法，其特征在于：相邻两次采集激光回波数据的起始时间的间隔与相邻两个激光脉冲的发射时间的间隔一致。


5.根据权利要求3所述的一种基于激光红外复合的目标检测方法，其特征在于，所述对相干回波信号进行奇异值分解包括如下步骤：
根据连续的相干回波信号构造Hankel矩阵A：其中M为激光脉冲回波信号的长度，m＝(M+1)/2；
对矩阵A进行奇异值分解：其中，U、V为酋矩阵，S＝diag(σ1,σ2,...σk,...,σr)为奇异值矩阵，r为矩阵A的秩；
将奇异值矩阵S中的后面r-k个奇异值置零，代入奇异值分解公式得到重构后的Hankel矩阵A’，完成分解；其中，前k个奇异值代表有效信号分量，后面r-k个奇异值代表噪声分量，通过预设阈值筛选确定k的位置。


6.根据权利要求1所述的一种基于激光红外复合的目标检测方法，其特征在于，所述进行配准包括如下步骤：
采用距离阈值对激光图像进行边缘提取，获得激光图像的边缘轮廓点；
采用LoG算子对红外图像提取边缘特征，获得红外图像的边缘轮廓点；
采用一致性点漂移算法对激光图像和红外图像的边缘轮廓点进行匹配，完成红外图像与激光图像的配准。


7.根据权利要求6所述的一种基于激光红外复合的目标...

【专利技术属性】
技术研发人员：邵艳明，陈宗镁，王兴，刘浩伟，杨俊彦，龙华保，
申请(专利权)人：上海航天控制技术研究所，
类型：发明
国别省市：上海;31