衛(wèi)星圖像目標(biāo)檢測跟蹤研究與系統(tǒng)實(shí)現(xiàn).pdf

1、隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和現(xiàn)代化信息戰(zhàn)爭的升級，利用衛(wèi)星探測和跟蹤運(yùn)動目標(biāo)已顯得極為重要，特別是紅外衛(wèi)星成像具有全天候觀測、抗干擾性好等優(yōu)點(diǎn)，在軍事和民用領(lǐng)域中的得到廣泛的應(yīng)用。在復(fù)雜背景環(huán)境下，根據(jù)獲取的序列紅外圖像快速、準(zhǔn)確地檢測目標(biāo)并進(jìn)行魯棒性跟蹤，是運(yùn)動目標(biāo)檢測和跟蹤實(shí)時系統(tǒng)的首要任務(wù)。
　　首先，通過分析紅外目標(biāo)成像特點(diǎn)，研究了環(huán)形最大中值濾波算法的檢測性能，并針對其在劇烈變化的邊沿檢測出連續(xù)疑似目標(biāo)點(diǎn)的不足，根據(jù)目標(biāo)灰度在各

2、方向上變化的趨勢，提出了一種最大方向均值濾波方法對圖像背景進(jìn)行預(yù)測。實(shí)驗(yàn)表明，本文方法不僅能正確檢測弱小目標(biāo)，而且能削減邊沿雜波的干擾。
　　其次，為研究傳感器量測誤差，構(gòu)建了空間坐標(biāo)到像面坐標(biāo)的映射模型，通過產(chǎn)生隨機(jī)高斯抖動誤差，分析了衛(wèi)星三軸姿態(tài)角度變化對目標(biāo)成像的影響，得出姿態(tài)角誤差方差與目標(biāo)成像誤差方差成線性正比例關(guān)系的結(jié)論。在軌跡初始化方面，為適應(yīng)系統(tǒng)開發(fā)需求，對傳統(tǒng)Hough初始軌跡方法進(jìn)行簡化，加快了軌跡初始時間和減

3、少了計(jì)算量和存儲量。在跟蹤維持方面，利用基于卡爾曼濾波的全局最近鄰方法實(shí)現(xiàn)了多個目標(biāo)跟蹤。
　　然后，本文根據(jù)目標(biāo)檢測和跟蹤系統(tǒng)的功能和性能要求，設(shè)計(jì)了系統(tǒng)的平臺架構(gòu)。根據(jù)系統(tǒng)的實(shí)時性要求，將系統(tǒng)劃分為單幀檢測硬件部分和數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)軟件部分。適應(yīng)于系統(tǒng)設(shè)計(jì)需求，將軟件系統(tǒng)劃分為數(shù)據(jù)接收、數(shù)據(jù)解析、數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)和結(jié)果發(fā)送四大模塊。為了加速數(shù)據(jù)處理，系統(tǒng)采用多線程和多緩沖相結(jié)合的方法，提高了系統(tǒng)響應(yīng)速率和實(shí)時性能。
　　最后，開發(fā)出適合