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设备与工具红外搜索系统是一种可应用于“低慢小”无人机探测发现的新型技术装备,其本身不发射电磁波,具备抗电磁干扰能力强、精度高、低空探测能力好等多种优点,是一种小型、轻便易携带的被动探测设备。红外搜索系统能够对地面、低空区域等移动目标进行搜索,并对目标进行探测与识别,剔除静态杂波干扰,最后输出目标的位置信息。
出于成本及产品可靠性考虑,通常红外搜索可使用制冷型中波红外探测器或非制冷型长波红外探测器作为核心元件,用于探测空中目标发出的中波或长波波段的红外辐射,通过红外光学系统聚焦于红外探测器焦平面上,红外探测器将红外光信号转换成电信号,再经过信号处理得到被测物体的红外热图像。将红外探测器搭载于360·伺服转台上,随着伺服的转动,可获取360°空域红外热图像,从而实现对360°全方位角低空无人机的搜索探测。
长波非制冷红外搜索系统与中波制冷红外搜索系统对无人机红外辐射探测的波长不同,除此之外,二者探测性能的区别主要与探测器的性能相关。相比较而言,长波非制冷红外搜索系统造价更低,寿命更长,但探测距离只有中波制冷红外搜索系统的一半左右,且受空气中水蒸气含量影响较大。因此,二者的使用应根据使用场所及环境灵活选择。
为了使后续处置系统有足够的反应时间,要求红外搜索尽可能远的探测到目标。这时目标成像面积很小,一般只具有一个或几个像素的面积,缺乏形状和结构信息,只有灰度和运动信息可以利用;另一方面,由于民用无人机目标红外辐射特性非常弱,红外搜索系统需要对不同大气热辐射环境下的目标进行探测,红外探测器接收到的系统噪声和背景干扰强烈。当系统长时间工作时,红外图像中噪声会增加,甚至背景噪声会湮没目标信号,这就造成严重背景噪声干扰下的低信噪比小目标探测问题,图像预处理技术及小目标检测技术的性能好坏将直接决定红外探测系统的性能。因此,红外搜索系统可利用基于背景抑制的单帧目标检测算法保证弱目标的检测概率,同时通过序列图像帧间管道处理实现目标确认并剔除不符合目标特征的虚警,从而降低系统虚警率,保证红外搜索系统整体性能指标。
红外搜索系统是近年来随着民用无人机广泛使用后,新兴的一种搜索探测手段,与传统的雷达探测相比,应用尚处于起步阶段。2016年后,在公安部、军委科技委、海军、中部战区等多次的测试、演示、演习中得到了验证及应用。但由于红外搜索系统具有无电磁辐射的特点,在未来人员密集的重大活动中将得到越来越多的应用。
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