火光烟雾条件下无人机激光探测与跟踪实验研究

作     者：杨振 郭阡阡 刘满国 焦丹 陈晧辉 张勇 张建隆 Yang Zhen;Guo Qianqian;Liu Manguo;Jiao Dan;Chen Haohui;Zhang Yong;Zhang Jianlong

作者机构：哈尔滨工业大学光电子信息科学与技术系黑龙江哈尔滨150001 西安现代控制技术研究所陕西西安710065 中国人民解放军32382部队北京100071 

基　　金：国家自然科学基金项目(62371163) 

出 版 物：《红外与激光工程》 (Infrared and Laser Engineering)

年 卷 期：2024年第53卷第4期

页      码：89-99页

摘      要：高能激光在打击低小慢目标时,目标容易燃烧产生火光烟雾,传统的可见光和红外探测方式对目标的跟踪和瞄准在火光烟雾干扰的情况下易受影响进而导致目标失跟。提出了一种基于主动激光雷达体制的高精度探测和瞄准方法。首先,对火光烟雾条件下无人机表面的激光反射特性进行理论分析和仿真模拟,以此设计了基于APD的单光子激光雷达探测系统,获得了仿真探测概率随激光脉冲能量变化的理论曲线;其次,构建了基于InGaAs-SPAD的光子成像探测系统,进行了无人机室内实验。实验结果表明:在无火光烟雾条件下,基于距离像跟踪的目标质心位置相较于基于可见光图像跟踪的目标质心位置平均角偏差小于0.55 mrad,基于距离像序列的跟踪轨迹与基于可见光图像序列的跟踪轨迹基本一致,证明了Mean-Shift跟踪算法用于距离像的跟踪的可行性。在距离30 m处的模拟烟雾干扰条件下,采用选通延时滤除烟雾干扰能够获得轮廓清晰的目标距离像。在模拟火光干扰条件下,跟踪框中心X、Y坐标偏离目标质心约为0.58 mrad和0.39 mrad。

主 题 词：火光烟雾 无人机 激光探测 距离像 稳定跟踪 

学科分类：080904[080904] 0810[工学-土木类] 0809[工学-计算机类] 08[工学] 081105[081105] 081001[081001] 081002[081002] 0825[工学-环境科学与工程类] 0811[工学-水利类] 

核心收录：

D　O　I：10.3788/IRLA20230700

馆 藏 号：203127571...