毫米波红外复合探测信息融合技术研究
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摘要
现代战争中日益复杂的战场环境对探测系统提出了越来越重要的要求，单模探测器对工作环境的依赖性使其无法适应未来战场的需要。多模复合探测成为武器系统的必然发展趋势。毫米波红外复合探测系统(由于在抗干扰，反隐身，全天候工作以及探测精度等方面的诸多的潜在优势)已成为复合探测技术的重要发展方向之一。本文的工作即使围绕毫米波红外复合探测系统的信息融合以及目标检测开展研究的。
首先，本文研究了基于N—P准则的分布式检测系统的数据融合问题。在固定融合律的多传感器分布式二元N—P判决，给出了最优分站压缩律的不动点类的必要条件和相应的离散迭代算法。
其次，研究了毫米波雷达的目标检测，提出了一种基于BP神经网络的毫米波雷达的目标检测方法。将检测问题作为一种特殊的分类问题来对待，将igner分布与主分量分析相结合，最后采用BP神经网络进行检测。
接着，研究了红外图象的预处理和门限分割技术，探讨了基于侧抑制理论的红外图象预处理方法以及基于小波变换的红外门限分割方法。
最后，在数据融合理论的基础上，探讨了似然比融合判决和D-S证据理论在毫米波红外检测系统中的应用，并采用模糊理论进行改进似然比融合判决，最后进行相关的仿真计算。
Millimeter wave IR combined system can improve the performance of detector by using both MMW radiometer and radar, which is becoming another trend in MMW and IR detection technique.
In this paper, a systematic research is performed about MMW radar target detection,iR signal Preprocessing and segment and multi-sensor fusion detection.
The MMW radar target detection is studied on BP neural network. Signal detection is treated as one kind of especial classification here. Wigner distribution and principal component analysis are combined and the BP neural network is used to detection target at last.
The techniques about IR signal Preprocessing and segment are very important in IR target detection. IR signal Preprocessing based on lateral inhibition networ theory is studied and IR signal segment based on wavelet transformation is studied here.
Based on the analysis of the theory of data fusion,the application of traditional likehood ratio judgment and the D-S proof theory in the MMW IR combied system is studied in this paper.
首先，本文研究了基于N—P准则的分布式检测系统的数据融合问题。在固定融合律的多传感器分布式二元N—P判决，给出了最优分站压缩律的不动点类的必要条件和相应的离散迭代算法。
其次，研究了毫米波雷达的目标检测，提出了一种基于BP神经网络的毫米波雷达的目标检测方法。将检测问题作为一种特殊的分类问题来对待，将igner分布与主分量分析相结合，最后采用BP神经网络进行检测。
接着，研究了红外图象的预处理和门限分割技术，探讨了基于侧抑制理论的红外图象预处理方法以及基于小波变换的红外门限分割方法。
最后，在数据融合理论的基础上，探讨了似然比融合判决和D-S证据理论在毫米波红外检测系统中的应用，并采用模糊理论进行改进似然比融合判决，最后进行相关的仿真计算。
Millimeter wave IR combined system can improve the performance of detector by using both MMW radiometer and radar, which is becoming another trend in MMW and IR detection technique.
In this paper, a systematic research is performed about MMW radar target detection,iR signal Preprocessing and segment and multi-sensor fusion detection.
The MMW radar target detection is studied on BP neural network. Signal detection is treated as one kind of especial classification here. Wigner distribution and principal component analysis are combined and the BP neural network is used to detection target at last.
The techniques about IR signal Preprocessing and segment are very important in IR target detection. IR signal Preprocessing based on lateral inhibition networ theory is studied and IR signal segment based on wavelet transformation is studied here.
Based on the analysis of the theory of data fusion,the application of traditional likehood ratio judgment and the D-S proof theory in the MMW IR combied system is studied in this paper.
引文
1．包约翰．自适应模式识别与神经网络．科学出版社．1992
2．张贤达．保铮。非平稳信号分析与处理．国防工业出版．1998
3．张立明．人工神经网络的模型及其应用．复旦大学出版社．1992
4．朱允民．多传感器分布式统计判决．科学出版社．2000
5．谢希机．用多层前向网络设计雷达目标分类器．系统工程与电于技木．1992．5
6．陈明奇．杨义先．毫米波瞬态信号的特征提取与识别．北京邮电大学学报．1998．12
7．从爽．面向Matlab工具箱的神经网络理论与应用．中国科学技术大学出版．1998
8. J.Linas and E.Waltz.Mutisensor data fusion.Artech House.1990
9．何立萍．邵姚定．导引头信号和图像处理技术研究．电光与控制．1998．2
10. D.Hall.Mathematical techniques in multisensor data fusion .Artech House. 1992.
11. J.Yen.Generalizing the DS theory to fuzzy set. IEEE Thrans.SMC. 1990.20(3)
12. S.Thomopoulos.Sensor integration and data fusion.J.Robotics Systems, 1990,7(3)
13．沈民奋．孙丽莎．现代随机信号与系统分析．科学出版社．1998
14．孙晓兵．非平稳信号的时频分析方法及其应用．西安电于科技大学博士学位论文．1996
15．杨宏晖．基于神经网络的弹载雷达目标检测与识别技术．西北工业大学硕士学位论文．1998
16．孙仲康．沈振康．数字图象处理及其应用．国防工业出版社．1985
17．赵忠贵等．多传感器数据融合．机电部 28所．1993
18．C~3I系统工程专题技术近期系列文献选编．机电部28所．1993
19．刘敬海等．毫米波／双色红外探测系统共口径技术研究．光学技术．1998(4)
20．石松庆．信息融合与战术光电子系统．激光与红外．1997，27(4)
21．余英林．李海林．神经网络与信号分析．华南理工大学出版社．1996
22．林幼娜等．高过载双色红外／毫米波导引头中的双色红外技术．精确制导技术文集．1997
23．吴新桓．多传感器信息融合理解技术研究．中船总 709所．1995
24．胡卫东．多传感器数据融合的理论与方法研究．国防科大博士论文．1997
25．李吉成．红外起伏背景条件下的小目标检测技术研究．国防科大博士论文．1998
26．雍少为．信息融合的基本理论及其在自动目标识别中的应用．国防科大博士论文．1997
27．杨卫平．空间红外成像制导信息处理技术研究．国防科大博士论文．1998
28．谢红卫．沈振康．信息融合中的数据质量管理．1995
29．李洪志．信息融合技术．国防工业出版社．1996
30．徐南荣等．红外辐射与制导．国防工业出版社．1997
31．孙即祥．数字图象处理．河北教育出版社．1993
32．孙厚军等．高过载红外／毫米波复合制导系统中的高距离分辨识别技术．精确制导技术文集．1997
33．高志勇．在非高斯干扰中最佳雷达信号检测方法的研究．清华大学博士论文．1989
34．景晓军．郭桂蓉．庄铡文．一种基于D—S证据理论的目标融合检测算法．电子学报
35．康耀红．数据融合理论与应用．西安电子科技大学出版社．1997．
36．黎子良．统计推断与决策．南开大学出版社．1987．
37．J．L．Eaves，etc编，卓荣邦等译．现代雷达原理．电子工业出版社．1991．
38．李兴国．毫米波近感技术及其应用．国防工业出版社．1984．
39．许小剑．防空雷达中的目标识别技术。系统工程与电子技术。1996，18(5)：48-62．
40. Hudson S. Correlation filters for aircraft identification .from radar profiles. IEEE T-AES. 1993,29(3):741_748.
41．崔锦泰．小波分析导论．西安交通大学出版社．1995．
42．唐向宏．图象多通道小波分析的实现．信号处理．Vol．13，NO．4，1997．
43．何世春。侧抑制网络的理论与应用研究。西北工业大学博士学位论文．1995
44. Chair Z, Varshney P K. optimal Data Fusion in Multiple Sensor Detection system. IEEE Trans AES, 1986,22(1):99-101
45．余英林．李海林．神经网络与信号分析．华南理工大学出版化．1996
46．徐扬，乔全喜．不确定性推理．西南交通大学出版社．1994
2．张贤达．保铮。非平稳信号分析与处理．国防工业出版．1998
3．张立明．人工神经网络的模型及其应用．复旦大学出版社．1992
4．朱允民．多传感器分布式统计判决．科学出版社．2000
5．谢希机．用多层前向网络设计雷达目标分类器．系统工程与电于技木．1992．5
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11. J.Yen.Generalizing the DS theory to fuzzy set. IEEE Thrans.SMC. 1990.20(3)
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16．孙仲康．沈振康．数字图象处理及其应用．国防工业出版社．1985
17．赵忠贵等．多传感器数据融合．机电部 28所．1993
18．C~3I系统工程专题技术近期系列文献选编．机电部28所．1993
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21．余英林．李海林．神经网络与信号分析．华南理工大学出版社．1996
22．林幼娜等．高过载双色红外／毫米波导引头中的双色红外技术．精确制导技术文集．1997
23．吴新桓．多传感器信息融合理解技术研究．中船总 709所．1995
24．胡卫东．多传感器数据融合的理论与方法研究．国防科大博士论文．1997
25．李吉成．红外起伏背景条件下的小目标检测技术研究．国防科大博士论文．1998
26．雍少为．信息融合的基本理论及其在自动目标识别中的应用．国防科大博士论文．1997
27．杨卫平．空间红外成像制导信息处理技术研究．国防科大博士论文．1998
28．谢红卫．沈振康．信息融合中的数据质量管理．1995
29．李洪志．信息融合技术．国防工业出版社．1996
30．徐南荣等．红外辐射与制导．国防工业出版社．1997
31．孙即祥．数字图象处理．河北教育出版社．1993
32．孙厚军等．高过载红外／毫米波复合制导系统中的高距离分辨识别技术．精确制导技术文集．1997
33．高志勇．在非高斯干扰中最佳雷达信号检测方法的研究．清华大学博士论文．1989
34．景晓军．郭桂蓉．庄铡文．一种基于D—S证据理论的目标融合检测算法．电子学报
35．康耀红．数据融合理论与应用．西安电子科技大学出版社．1997．
36．黎子良．统计推断与决策．南开大学出版社．1987．
37．J．L．Eaves，etc编，卓荣邦等译．现代雷达原理．电子工业出版社．1991．
38．李兴国．毫米波近感技术及其应用．国防工业出版社．1984．
39．许小剑．防空雷达中的目标识别技术。系统工程与电子技术。1996，18(5)：48-62．
40. Hudson S. Correlation filters for aircraft identification .from radar profiles. IEEE T-AES. 1993,29(3):741_748.
41．崔锦泰．小波分析导论．西安交通大学出版社．1995．
42．唐向宏．图象多通道小波分析的实现．信号处理．Vol．13，NO．4，1997．
43．何世春。侧抑制网络的理论与应用研究。西北工业大学博士学位论文．1995
44. Chair Z, Varshney P K. optimal Data Fusion in Multiple Sensor Detection system. IEEE Trans AES, 1986,22(1):99-101
45．余英林．李海林．神经网络与信号分析．华南理工大学出版化．1996
46．徐扬，乔全喜．不确定性推理．西南交通大学出版社．1994