利用大量外场实验数据,研究了红外测量系统输出灰度及定标背景偏置随环境温度的变化规律,分析了背景偏置变化对面目标辐射测量精度的影响。在此基础上,提出了一种基于背景偏置对消的面目标辐亮度计算新方法。该方法消除了对环境温度依赖较大的背景偏置项的影响,可有效提高动态目标红外辐射特性的测量精度。采用传统方法和新方法对某型飞机的动态特性测试数据进行了处理和比较,结果验证了新方法的有效性。

空间非合作目标跟踪技术可以在多方面发挥重要作用, 目前效果较好的图像跟踪算法多是基于视频流处理, 但是由于面对的工况与航天应用面对工况不同, 在跟踪精度、运算速度、预警率和虚警率等要求上不满足空间目标跟踪需求与任务要求, 并且运算复杂难以在航天器中实现, 不适合天基卫星跟踪。为解决这一问题, 一种面向空间应用的卫星目标高精度跟踪算法被提出, 该算法以图像相关、曲线拟合、卡尔曼滤波、SURF算法为基础, 并将预测、跟踪和矫正过程相融合, 最终获得在天基平台中具有可行性的高速稳定跟踪算法。相关实验表明, 这种算法可以对平面内自由旋转、0.4~2.1倍尺度内缩放、有光照变化的图像进行连续跟踪, 仿真试验平均跟踪误差小于0.9像素且大多数工况下计算速度高于200帧/s, 并且算法对图像模糊、高斯噪声以及椒盐噪声都有较好兼容能力,对于实际模型目标跟踪仍有稳定跟踪能力。

针对传统恒虚警检测低信噪比情况下面目标性能下降问题, 提出了基于均值和方差双参数检测的新方案。首先采用了目标与背景统计特性差异最大化准则, 估计出待检测单元的均值和方差, 并通过互乘待检测单元的均值和方差获得最终的检测图像, 得到了最优均值和最优方差统计特性, 再利用全局CFAR检测检测出目标, 从而在保证一定检测概率的同时降低虚警概率。仿真结果表明, 该方法对低信噪比面目标的检测性能优于传统的恒虚警检测。