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設備與工具紅外搜索系統是一種可應用于“低慢小”無人機探測發(fā)現的新型技術裝備,其本身不發(fā)射電磁波,具備抗電磁干擾能力強、精度高、低空探測能力好等多種優(yōu)點,是一種小型、輕便易攜帶的被動探測設備。紅外搜索系統能夠對地面、低空區(qū)域等移動目標進行搜索,并對目標進行探測與識別,剔除靜態(tài)雜波干擾,最后輸出目標的位置信息。
出于成本及產品可靠性考慮,通常紅外搜索可使用制冷型中波紅外探測器或非制冷型長波紅外探測器作為核心元件,用于探測空中目標發(fā)出的中波或長波波段的紅外輻射,通過紅外光學系統聚焦于紅外探測器焦平面上,紅外探測器將紅外光信號轉換成電信號,再經過信號處理得到被測物體的紅外熱圖像。將紅外探測器搭載于360·伺服轉臺上,隨著伺服的轉動,可獲取360°空域紅外熱圖像,從而實現對360°全方位角低空無人機的搜索探測。
長波非制冷紅外搜索系統與中波制冷紅外搜索系統對無人機紅外輻射探測的波長不同,除此之外,二者探測性能的區(qū)別主要與探測器的性能相關。相比較而言,長波非制冷紅外搜索系統造價更低,壽命更長,但探測距離只有中波制冷紅外搜索系統的一半左右,且受空氣中水蒸氣含量影響較大。因此,二者的使用應根據使用場所及環(huán)境靈活選擇。
為了使后續(xù)處置系統有足夠的反應時間,要求紅外搜索盡可能遠的探測到目標。這時目標成像面積很小,一般只具有一個或幾個像素的面積,缺乏形狀和結構信息,只有灰度和運動信息可以利用;另一方面,由于民用無人機目標紅外輻射特性非常弱,紅外搜索系統需要對不同大氣熱輻射環(huán)境下的目標進行探測,紅外探測器接收到的系統噪聲和背景干擾強烈。當系統長時間工作時,紅外圖像中噪聲會增加,甚至背景噪聲會湮沒目標信號,這就造成嚴重背景噪聲干擾下的低信噪比小目標探測問題,圖像預處理技術及小目標檢測技術的性能好壞將直接決定紅外探測系統的性能。因此,紅外搜索系統可利用基于背景抑制的單幀目標檢測算法保證弱目標的檢測概率,同時通過序列圖像幀間管道處理實現目標確認并剔除不符合目標特征的虛警,從而降低系統虛警率,保證紅外搜索系統整體性能指標。
紅外搜索系統是近年來隨著民用無人機廣泛使用后,新興的一種搜索探測手段,與傳統的雷達探測相比,應用尚處于起步階段。2016年后,在公安部、軍委科技委、海軍、中部戰(zhàn)區(qū)等多次的測試、演示、演習中得到了驗證及應用。但由于紅外搜索系統具有無電磁輻射的特點,在未來人員密集的重大活動中將得到越來越多的應用。
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