瞬态目标多光谱复合探测研究

【摘要】枪弹武器系统在设计研究与其定型试验中,需要进行内、外弹道等多个参数的测试,这些参数的测试需要使用多种测试设备,为了获取更为准确的测试数据,需要对所有测试设备进行同步触发。针对获得这样的同步触发信号,需要借助弹丸出膛瞬间产生的枪口火焰。以往获取枪口火焰,大多采用单光谱光电探测法。这类方法虽然设计简单,但对于探测距离较大时,仅使用单光谱探测不能够满足信噪比等技术参数的需求。为了解决远距离下的枪口火焰探测,本文以枪口火焰为研究对象,分析了火焰目标的物理特征,根据火焰目标的光谱特性及频率特征,提出了红外、紫外复合探测原理,并设计了相应的复合探测算法。论文针对环境因素及光学系统入射角等方面对信号探测的影响,分析了系统的探测能力,提出一种基于有限元的瞬态目标信号探测的新方法。为提高探测系统的探测性能和可靠性,将火焰辐射在红外探测系统的能量进行有限元分割,研究了单元面积火焰在探测系统的能量分布和火焰在光学视场中对红外感光器感光面辐射的计算方法；建立了有限红外目标源为基础的目标探测模型,推导出了红外火焰探测系统输出信号的计算公式。为了满足火焰信号处理的实时性,以及实现可视化实时瞄准功能,设计了以ARM嵌入式处理器为核心的信号处理与控制电路。采用望远光学系统和多次分光单元,实现了对枪口火焰信号的远程探测和可视化瞄准。通过对所建立模型各参数与被探测目标特性之间的关系进行了仿真及试验测试,仿真结果与试验数据相一致,验证了所建立的目标探测模型的正确性。
【作者】王储；
【导师】雷志勇；
【作者基本信息】西安工业大学，通信与信息系统，2014，硕士
【关键词】多光谱探测；枪口火焰；火焰光谱；复合探测；ARM；有限元；探测灵敏度；

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