成像引信聯(lián)合變換相關(guān)目標(biāo)識(shí)別關(guān)鍵技術(shù)

鄧甲昊

（1.機(jī)電動(dòng)態(tài)控制重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100081；2.北京理工大學(xué)機(jī)電學(xué)院，北京 100081）

0 引言

現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)越來(lái)越向著信息化、立體化、快速、多變的方向發(fā)展，從而對(duì)引信及導(dǎo)航、制導(dǎo)等武器系統(tǒng)的智能化、精確化、抗干擾能力及實(shí)時(shí)性等方面提出了新要求。成像能使武器系統(tǒng)有效獲取所探測(cè)目標(biāo)的幾何形狀及表面特征，從而有利于可靠識(shí)別目標(biāo)及其易損部位、改善引戰(zhàn)配合性能、提高對(duì)目標(biāo)的探測(cè)精度和毀傷效率，故它是精打武器中引信及導(dǎo)航、制導(dǎo)等系統(tǒng)目標(biāo)探測(cè)技術(shù)的重要方向。鑒于激光高亮度、高定向性、高單色性及高相干性，使得激光成像體制具有相干性好、分辨率高、抗干擾和抗隱身能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。該體制不僅可對(duì)目標(biāo)成二維強(qiáng)度像而且還可成三維距離像，特別適于對(duì)非合作目標(biāo)的圖像識(shí)別。

然而，面對(duì)復(fù)雜背景和高速?gòu)椖拷粫?huì)條件下的非合作目標(biāo)識(shí)別，在精確化和實(shí)時(shí)性方面的要求該體制均難滿足。這是因?yàn)閭鹘y(tǒng)的三維激光成像圖像識(shí)別方法，其圖像信息數(shù)據(jù)量大，難以解決高分辨、高鑒別率與快速識(shí)別的矛盾。而應(yīng)用三維光電聯(lián)合變換相關(guān)技術(shù)可有效解決這一難題，因?yàn)榫图す鈭D像識(shí)別而言，聯(lián)合變換相關(guān)不僅具有平移不變性，而且由于激光的高速并行性使識(shí)別可在瞬間完成，其信息處理速度與圖像信息量大小無(wú)關(guān)。同時(shí)，將國(guó)際上剛剛興起的三維聯(lián)合變換相關(guān)技術(shù)（取代傳統(tǒng)二維）應(yīng)用于三維激光成像的目標(biāo)識(shí)別勢(shì)必會(huì)顯著提高其識(shí)別精度，故將三維光電聯(lián)合變換相關(guān)器用于激光成像探測(cè)系統(tǒng)，可顯著提高引信及導(dǎo)航、制導(dǎo)等武器系統(tǒng)目標(biāo)探測(cè)的準(zhǔn)確性和實(shí)時(shí)性。因此開展“基于三維聯(lián)合變換相關(guān)的非合作目標(biāo)激光成像識(shí)別”研究對(duì)解決目前困擾我軍激光體制終端武器系統(tǒng)精確成像探測(cè)與實(shí)時(shí)圖像識(shí)別的重要問(wèn)題，從而提高我軍武器系統(tǒng)的實(shí)戰(zhàn)效能，具有重要戰(zhàn)略意義及工程應(yīng)用價(jià)值?；诖饲疤?，本文針對(duì)終端毀傷武器目標(biāo)探測(cè)系統(tǒng)（如引信等）的應(yīng)用，提出了復(fù)雜戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境下基于三維聯(lián)合變換相關(guān)非合作目標(biāo)（如坦克、飛機(jī)、導(dǎo)彈等）識(shí)別的關(guān)鍵技術(shù)。

1 激光成像探測(cè)技術(shù)國(guó)內(nèi)外研究狀況

目前適于引信及導(dǎo)航、制導(dǎo)等武器系統(tǒng)的激光成像探測(cè)模式主要有三種［1］：一是光機(jī)掃描式；二是面陣凝視式；三是介于兩者之間的線陣推掃式。下面分別對(duì)它們進(jìn)行討論。

1.1 光機(jī)掃描式

該探測(cè)模式采用單元探測(cè)器，每發(fā)射一個(gè)激光脈沖僅可獲得一個(gè)像素的距離和回波強(qiáng)度數(shù)據(jù)，通過(guò)光機(jī)掃描機(jī)構(gòu)及平臺(tái)運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)所有像素?cái)?shù)據(jù)的采集，最終得到目標(biāo)的距離像和強(qiáng)度像。該模式國(guó)外自20世紀(jì)80年代以來(lái)至今得到了廣泛研究和在導(dǎo)航、制導(dǎo)及引信領(lǐng)域的工程應(yīng)用。近十幾年來(lái)具有代表性的，如美國(guó)開展了CMAG（巡航導(dǎo)彈先進(jìn)制導(dǎo)）和ATLAS（先進(jìn)技術(shù)激光主動(dòng)成像導(dǎo)引頭）計(jì)劃，研制了用于AGM－129和AGM－130空射巡航導(dǎo)彈避障、導(dǎo)航和末制導(dǎo)的CO2激光成像雷達(dá)，顯著提高了制導(dǎo)精度；國(guó)內(nèi)一些單位都開展了光機(jī)掃描式激光成像探測(cè)技術(shù)研究［2－5］。目前，光機(jī)掃描式激光成像探測(cè)技術(shù)已較為成熟，但存在著成像速率低、體積功耗大和可靠性差的缺點(diǎn)。

1.2 面陣凝視式

該探測(cè)模式采用面陣探測(cè)器，激光發(fā)射光束覆蓋整個(gè)目標(biāo)區(qū)，面陣探測(cè)器同時(shí)接收目標(biāo)反射回來(lái)的光信號(hào)，經(jīng)處理后可同時(shí)得到所有像素的距離和強(qiáng)度信息，進(jìn)而得到目標(biāo)的距離像和強(qiáng)度像。該模式國(guó)外自20世紀(jì)90年代開始研究以來(lái)，先后出現(xiàn)了連續(xù)波線性調(diào)頻（FMCW）測(cè)距、相位測(cè)距、多狹縫條紋管、距離選通和脈沖測(cè)距“閃光”（flash imaging）等成像體制。在FMCW測(cè)距成像體制，目前美國(guó)陸軍研究實(shí)驗(yàn)室具有技術(shù)優(yōu)勢(shì)［6］。而在相位測(cè)距成像體制，美國(guó)Sandia國(guó)家實(shí)驗(yàn)室特色明顯，我國(guó)也開展了相關(guān)研究。多狹縫條紋管成像體制目前美國(guó)AretéAssociates公司、國(guó)內(nèi)有關(guān)單位［7］均從事該體制研究，其成果各有千秋。距離選通成像體制目前丹麥國(guó)防研究實(shí)驗(yàn)室和瑞典國(guó)家防衛(wèi)研究所（FOI）主要從事該體制3D成像研究［8］，而國(guó)內(nèi)則主要開展其強(qiáng)度成像研究。脈沖測(cè)距“閃光”成像體制因具有作用距離遠(yuǎn)、成像速率及距離分辨率高，動(dòng)態(tài)范圍廣，并可穿透一定遮蓋物等優(yōu)點(diǎn)，成為各國(guó)研究熱點(diǎn)，也是凝視激光成像探測(cè)技術(shù)的發(fā)展方向。美國(guó)在該領(lǐng)域世界領(lǐng)先［9］，而國(guó)內(nèi)由于受微電子工業(yè)技術(shù)水平制約，在該領(lǐng)域的研究還處于起步階段?？傊捎诿骊嚹暿郊す獬上衲Ｊ狡浼夹g(shù)核心在于面陣探測(cè)器及讀出處理電路。與光機(jī)掃描式成像模式比，雖具有成像速率高、結(jié)構(gòu)緊湊、體積小的優(yōu)點(diǎn)，但受面陣探測(cè)器陣元大小及讀出處理電路的限制，難以獲得高分辨率或大視場(chǎng)的目標(biāo)圖像。

1.3 線陣推掃式

該探測(cè)模式采用線陣探測(cè)器，照射扇形激光光束，目標(biāo)回波信號(hào)經(jīng)探測(cè)器接收后，獲得目標(biāo)上一窄帶的距離和回波強(qiáng)度數(shù)據(jù)（對(duì)應(yīng)圖像上一行），依靠彈目相對(duì)運(yùn)動(dòng)完成列推掃，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)目標(biāo)區(qū)的覆蓋，最終獲得距離和強(qiáng)度像。該模式出現(xiàn)早于面陣凝視式，先后出現(xiàn)了FMCW測(cè)距、單狹縫條紋管和脈沖測(cè)距成像體制。同樣，美國(guó)陸軍研究實(shí)驗(yàn)室在FMCW 測(cè)距成像方面具有優(yōu)勢(shì)［10］。而美國(guó)AretéAssociates公司和國(guó)內(nèi)在單狹縫條紋管成像體制方面具有特色。脈沖測(cè)距成像原理與脈沖測(cè)距“閃光”成像相同，只是探測(cè)器是線陣光電二極管（PIN／APD）陣列；目前該體制是研究熱點(diǎn)，如美日聯(lián)合開展了CELRAP研究計(jì)劃，以研制適合多種平臺(tái)的激光成像雷達(dá)［11］，其分別采用了1×32的APD陣列和1×128的InGaAs PIN陣列；國(guó)內(nèi)有關(guān)單位［12－13］均開展了該體制激光成像引信技術(shù)研究，并開展了機(jī)載推帚式對(duì)地觀測(cè)激光成像研究。與前兩種模式比，線陣推掃式更適于導(dǎo)彈等運(yùn)動(dòng)平臺(tái)及大視場(chǎng)探測(cè)，其成像速率遠(yuǎn)高于光機(jī)掃描式，且由于線陣探測(cè)器陣列產(chǎn)品豐富、陣元數(shù)目多（目前已有1024元），能獲得高分辨率圖像，是一種頗具優(yōu)勢(shì)和潛能的激光成像探測(cè)模式。

由于尖端武器技術(shù)的保密性，上述三種激光成像探測(cè)模式的詳細(xì)技術(shù)資料十分鮮見(jiàn)，國(guó)內(nèi)相關(guān)技術(shù)研究均處于起步階段。對(duì)于復(fù)雜背景下的非合作目標(biāo)識(shí)別，無(wú)論對(duì)于何種激光成像探測(cè)模式均主要面臨以下共性技術(shù)問(wèn)題：1）探測(cè)器所獲目標(biāo)原始參量（數(shù)據(jù)）的準(zhǔn)確性；2）成像及識(shí)別的準(zhǔn)確性；3）成像及識(shí)別的實(shí)時(shí)性；4）滿足武器系統(tǒng)要求的體積和功耗。根據(jù)國(guó)內(nèi)外激光成像探測(cè)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀、趨勢(shì)及諸成像體制的優(yōu)缺點(diǎn)，結(jié)合引信及導(dǎo)航、制導(dǎo)等武器系統(tǒng)的體積、功耗及成像要求，本文著重選擇線陣推掃式脈沖測(cè)距激光成像體制為對(duì)象進(jìn)行討論，以解決該類武器系統(tǒng)在復(fù)雜背景下對(duì)非合作目標(biāo)（如坦克、飛機(jī)、導(dǎo)彈等）識(shí)別的前提：成像的準(zhǔn)確性與實(shí)時(shí)性。

2 聯(lián)合變換相關(guān)目標(biāo)識(shí)別技術(shù)國(guó)內(nèi)外研究狀況

聯(lián)合變換相關(guān)識(shí)別技術(shù)是用光學(xué)器件對(duì)目標(biāo)和參考圖像同時(shí)進(jìn)行傅里葉變換實(shí)現(xiàn)相關(guān)的一種圖像識(shí)別技術(shù)，是目前光學(xué)圖像識(shí)別研究中最活躍的領(lǐng)域之一［14］。由于光的高速并行性，其處理速度與圖像信息量大小無(wú)關(guān)。與數(shù)字相關(guān)識(shí)別技術(shù)比，其在高鑒別率和實(shí)時(shí)性方面有明顯優(yōu)勢(shì)。近年來(lái)，隨著各種實(shí)時(shí)光電探測(cè)、調(diào)制及接口器件的出現(xiàn)，聯(lián)合變換相關(guān)識(shí)別技術(shù)得到了不斷發(fā)展。目前光電混合的可編程聯(lián)合變換相關(guān)器，在導(dǎo)航、制導(dǎo)、自動(dòng)目標(biāo)識(shí)別與跟蹤等軍事領(lǐng)域［15］以及車輛自動(dòng)駕駛、醫(yī)用圖像處理，安檢系統(tǒng)中指紋、面容及車牌識(shí)別等領(lǐng)域［16］得到了不同程度的應(yīng)用，且前景廣闊。

依據(jù)聯(lián)合變換相關(guān)原理，經(jīng)典聯(lián)合變換相關(guān)器（CJTC）存在三方面弱點(diǎn)，1）由于聯(lián)合相關(guān)輸出存在較強(qiáng)的零級(jí)自相關(guān)峰，使得輸出面中相關(guān)輸出的衍射效率較低，從而影響互相關(guān)峰的探測(cè)，使識(shí)別效率降低，特別在多目標(biāo)識(shí)別和有背景噪聲情況下更甚；2）聯(lián)合相關(guān)輸出面中零級(jí)自相關(guān)峰太寬，限制了輸入面目標(biāo)圖像和參考圖像的大小和相對(duì)位置，降低了對(duì)輸入面空間帶寬積的利用；3）當(dāng)輸入目標(biāo)圖像相對(duì)參考圖像發(fā)生畸變時(shí)，識(shí)別效果顯著下降。針對(duì)上述問(wèn)題，目前國(guó)內(nèi)外研究主要集中在：1）提高其相關(guān)性能，即通過(guò)削弱或去除零級(jí)自相關(guān)峰，減少對(duì)互相關(guān)峰的影響；2）提高系統(tǒng)的魯棒性，以便當(dāng)輸入目標(biāo)圖像相對(duì)參考圖像發(fā)生扭曲、旋轉(zhuǎn)、比例變化時(shí)，保證系統(tǒng)仍能正確識(shí)別。在提高相關(guān)性能方面，主要采取以下措施：1）對(duì)輸入圖像進(jìn)行增強(qiáng)和特征提取，如采用梯度、Roberts、Sobel、Prewitt和拉普拉斯算子及小波變換提取圖像的邊緣特征；2）對(duì)聯(lián)合變換功率譜（JPS）進(jìn)行處理，如對(duì)JPS進(jìn)行二值化、微分、振幅調(diào)制、條紋調(diào)制、對(duì)消等手段［17］；3）采用相移技術(shù)，即通過(guò)改變參考圖像的位相，得到無(wú)零級(jí)聯(lián)合變換相關(guān)器（NOJTC）［18］；4）提高光能利用率，如位相編碼調(diào)制、多通道聯(lián)合變換相關(guān)器等［19］。在提高魯棒性方面，主要方法是：1）采用圓諧變換和旋轉(zhuǎn)參考圖像法實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)不變性；2）采用梅林變換實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的比例不變性；3）采用綜合識(shí)別函數(shù)法以同時(shí)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)和比例不變性［20］。

需指出的是，上述改進(jìn)主要是針對(duì)二維（2D）聯(lián)合變換相關(guān)器，處理的目標(biāo)圖像主要是二維的二值或灰度圖像，由于二維圖像不包含距離信息，兩個(gè)不相似的物體可能在二維圖像中是相似的，易造成相關(guān)器誤判，復(fù)雜背景情況下尤為突出。近10年來(lái)，隨著目標(biāo)立體圖像獲取技術(shù)的發(fā)展，提出了三維（3D）聯(lián)合變換相關(guān)識(shí)別技術(shù)的概念，由于其利用的是目標(biāo)和參考物的三維信息，可提高復(fù)雜背景下對(duì)目標(biāo)的識(shí)別能力。目前，三維聯(lián)合變換相關(guān)識(shí)別技術(shù)在目標(biāo)三維圖像的獲取上采用移動(dòng)CCD相機(jī)或多個(gè)CCD相機(jī)或集成成像方式［21］，需通過(guò)復(fù)雜計(jì)算來(lái)得到目標(biāo)的三維坐標(biāo)信息，獲得3D圖像的速率慢，進(jìn)而影響識(shí)別速度。故本文在此著重推薦通過(guò)激光成像探測(cè)方式直接獲取目標(biāo)的三維信息，據(jù)此開展3D聯(lián)合變換相關(guān)識(shí)別技術(shù)研究，進(jìn)而探討提高該相關(guān)器的相關(guān)性能和魯棒性的措施，以滿足復(fù)雜背景下對(duì)非合作目標(biāo)識(shí)別的識(shí)別不變性、高鑒別率和實(shí)時(shí)性要求。

3 解決探測(cè)識(shí)別準(zhǔn)確性及實(shí)時(shí)性的幾個(gè)關(guān)鍵技術(shù)

本文討論的基于激光成像和三維聯(lián)合變換相關(guān)的非合作目標(biāo)識(shí)別技術(shù)，采用線陣推掃脈沖測(cè)距成像方式直接獲取目標(biāo)的三維信息，再兼用三維聯(lián)合變換相關(guān)器，可實(shí)現(xiàn)對(duì)三維目標(biāo)圖像的實(shí)時(shí)不變識(shí)別。上述兩種頗有應(yīng)用潛力技術(shù)的結(jié)合，特別適于復(fù)雜戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境下對(duì)非合作目標(biāo)立體信息特征的快速感知與可靠識(shí)別［22－23］。為使該技術(shù)盡早應(yīng)用于終端毀傷武器目標(biāo)探測(cè)系統(tǒng)（如引信等），下面闡述其解決探測(cè)識(shí)別準(zhǔn)確性及實(shí)時(shí)性的幾個(gè)關(guān)鍵技術(shù)。

3.1 目標(biāo)距離與回波強(qiáng)度高精度獲取

對(duì)目標(biāo)距離與回波強(qiáng)度測(cè)量的精確與否，分別直接影響目標(biāo)距離像與強(qiáng)度像的成像準(zhǔn)確度，進(jìn)而影響目標(biāo)識(shí)別精度。線陣推掃式脈沖測(cè)距激光成像系統(tǒng)采用脈沖測(cè)距原理，即通過(guò)測(cè)量發(fā)射與回波脈沖的時(shí)間差計(jì)算距離。通常延時(shí)測(cè)量采用高速計(jì)數(shù)法，即以發(fā)射脈沖為計(jì)數(shù)器起始信號(hào)，以對(duì)應(yīng)回波為停止信號(hào)。但由于武器用激光成像系統(tǒng)所探測(cè)的目標(biāo)種類繁多，它們對(duì)激光的反射率差別很大。不同目標(biāo)的反射率相差百倍以上，造成脈沖回波幅度大范圍變化。通常高速計(jì)數(shù)器停止信號(hào)采用固定閾值，故回波脈沖的幅度變化將引起測(cè)距誤差。同理，就回波強(qiáng)度而言，不同反射率會(huì)造成回波幅度大范圍變化，往往會(huì)超出脈沖峰值檢測(cè)電路的增益范圍，加之激光回波脈寬窄、上升沿陡，峰值難以采到，均勢(shì)必造成回波強(qiáng)度測(cè)不準(zhǔn)。因此該技術(shù)是解決成像準(zhǔn)確性的關(guān)鍵前提。

3.2 復(fù)雜背景下三維聯(lián)合變換相關(guān)器互相關(guān)峰提取

與民用激光成像探測(cè)不同，戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境下具有兩大突出特點(diǎn)，一是多個(gè)目標(biāo)同時(shí)存在的幾率高，二是背景噪聲大。這勢(shì)必會(huì)導(dǎo)致：1）使聯(lián)合相關(guān)輸出存在強(qiáng)零級(jí)自相關(guān)峰，使得輸出面中相關(guān)輸出的衍射效率低；2）使聯(lián)合相關(guān)輸出面中零級(jí)自相關(guān)峰太寬，限制了輸入面目標(biāo)圖像和參考圖像的大小和相對(duì)位置，降低了對(duì)輸入面空間帶寬積的利用；3）使互相關(guān)峰減弱。三者均會(huì)對(duì)互相關(guān)峰的獲取產(chǎn)生影響，使識(shí)別效率大為降低。故復(fù)雜背景下三維聯(lián)合變換相關(guān)器互相關(guān)峰如何有效準(zhǔn)確提取，是解決目標(biāo)識(shí)別準(zhǔn)確性的一個(gè)關(guān)鍵技術(shù)。

與二維經(jīng)典聯(lián)合變換相關(guān)器類似，三維經(jīng)典聯(lián)合變換相關(guān)器也存在著較強(qiáng)和較寬的自相關(guān)峰，這勢(shì)必影響對(duì)互相關(guān)峰的探測(cè)，特別是在復(fù)雜背景下互相關(guān)峰本身很弱，因此去除或削弱自相關(guān)峰，增強(qiáng)互相關(guān)峰是提高三維聯(lián)合變換相關(guān)器相關(guān)性能的關(guān)鍵所在。

3.3 高速運(yùn)動(dòng)下三維聯(lián)合變換相關(guān)器畸變不變識(shí)別

由于對(duì)同一目標(biāo)，探測(cè)器遠(yuǎn)近不同，探測(cè)視場(chǎng)角度不同會(huì)造成探測(cè)目標(biāo)圖像的比例、旋轉(zhuǎn)及傾角畸變，因此經(jīng)圖像預(yù)處理得到的目標(biāo)圖像，相對(duì)于參考圖像會(huì)存在比例縮放、旋轉(zhuǎn)和傾角等畸變問(wèn)題，不能直接輸入到空間光調(diào)制器（SLM）進(jìn)行聯(lián)合相關(guān)變換。高速運(yùn)動(dòng)條件下該畸變更為嚴(yán)重。由于無(wú)畸變時(shí)聯(lián)合變換相關(guān)器對(duì)完全相同兩幅圖像的認(rèn)同或?qū)Σ煌悇e兩幅圖像的區(qū)分均能很好識(shí)別，而當(dāng)目標(biāo)圖像相對(duì)參考圖像存在畸變時(shí)，相關(guān)識(shí)別結(jié)果會(huì)顯著降低，甚至無(wú)法識(shí)別。因此，準(zhǔn)確實(shí)現(xiàn)畸變不變圖像識(shí)別，是高速運(yùn)動(dòng)條件下激光成像識(shí)別系統(tǒng)實(shí)用化的關(guān)鍵。

在高速運(yùn)動(dòng)條件下，由于探測(cè)器與目標(biāo)的遠(yuǎn)近不同，探測(cè)視場(chǎng)角度不同，造成目標(biāo)圖像相對(duì)于參考圖像存在著比例、旋轉(zhuǎn)和傾角畸變，直接進(jìn)行聯(lián)合變換相關(guān)識(shí)別效果很差，甚至無(wú)法識(shí)別。為提高三維聯(lián)合變換器識(shí)別的魯棒性，也需采用畸變不變識(shí)別技術(shù)。

4 應(yīng)用展望

基于激光成像探測(cè)和三維聯(lián)合變換相關(guān)的非合作目標(biāo)識(shí)別技術(shù)，采用線陣推掃脈沖測(cè)距成像方式直接獲取目標(biāo)的三維信息，具有視場(chǎng)范圍廣、作用距離遠(yuǎn)、成像速率快，圖像分辨率高等優(yōu)點(diǎn)。再兼用三維聯(lián)合變換相關(guān)器，可實(shí)現(xiàn)對(duì)三維目標(biāo)圖像的實(shí)時(shí)不變識(shí)別。上述兩種頗有應(yīng)用潛力技術(shù)的結(jié)合，特別適于復(fù)雜戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境下對(duì)非合作目標(biāo)立體信息特征的快速感知與可靠識(shí)別。該三維激光成像識(shí)別技術(shù)，不僅可為用于導(dǎo)彈、衛(wèi)星、及其攔截器等非合作目標(biāo)精確打擊武器的引信及導(dǎo)航、制導(dǎo)等激光成像探測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開發(fā)提供必要的理論與技術(shù)支持，而且對(duì)紅外及可見(jiàn)光成像體制的目標(biāo)識(shí)別也具有借鑒作用，同時(shí)還在自主機(jī)器人、機(jī)器視覺(jué)、車輛自動(dòng)駕駛、人臉及車牌快速安檢等需立體信息特征感知與識(shí)別領(lǐng)域具有廣闊應(yīng)用空間。

5 結(jié)論

本文以戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境下非合作目標(biāo)識(shí)別為應(yīng)用背景，綜述了國(guó)內(nèi)外光機(jī)掃描式、面陣凝視式及線陣推掃式激光成像技術(shù)與聯(lián)合變換相關(guān)成像識(shí)別技術(shù)的研究狀況；針對(duì)終端毀傷武器目標(biāo)探測(cè)系統(tǒng)，特別是引信系統(tǒng)的應(yīng)用，討論并指出了復(fù)雜戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境下三維聯(lián)合變換相關(guān)非合作目標(biāo)識(shí)別的三個(gè)關(guān)鍵技術(shù)，即：1）目標(biāo)距離與回波強(qiáng)度的高精度獲??；2）復(fù)雜背景下三維聯(lián)合變換相關(guān)器互相關(guān)峰的提??；3）高速運(yùn)動(dòng)下三維聯(lián)合變換相關(guān)器畸變不變識(shí)別。為解決其探測(cè)與識(shí)別的準(zhǔn)確性及實(shí)時(shí)性提供了前提。

［1］孫志慧，鄧甲昊，閆小偉.國(guó)外激光成像探測(cè)系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀及其關(guān)鍵技術(shù)［J］.科技導(dǎo)報(bào)，2008，26（3）：74－79.SUN Zhihui，DENG Jiahao，YAN Xiaowei.Progress and current state of the development of laser imaging detection system and its key techniques［J］.Science ＆ Technology Review，2008，26（3）：74－79.

［2］Junbin Gong，Hongbo Xu，Jinwen Tian，et al.Adaptive fused Kalman Filter based on imaging laser radar for TAN［J］.SPIE，2007，6787（0W）：1－9.

［3］Wang Weiran，Yuan Hongchun，JinYuan.A laser imaging system for helicopter avoidance obstacle［J］.SPIE，2006，6395（0W）：1－8.

［4］XU Yan，DENG Jiahao.Application of laser imaging technique in a proximity fuze for anti－tank guided missile［C］／／ISTM 6th International Symposium on Test and Measurement.US：25TM，2005.

［5］龔紹丹，鄧甲昊.坦克目標(biāo)激光成像信號(hào)識(shí)別與起爆控制技術(shù)［C］／／中國(guó)宇航學(xué)會(huì)特種裝備專業(yè)委員會(huì)第十三次學(xué)術(shù)會(huì)議.承德：宇航學(xué)會(huì)，2006.

［6］Barry Stann，Brian C Redman，William Lawler，et al.Chirped amplitude modulation ladar for range and Doppler measurements and 3－D imaging［J］.SPIE，2007，6550（05）：1－12.

［7］LI Sining，WANG Qi，LIU Jinbo，et al.Research of range resolution of streak tube imaging system［J］.SPIE，2007，6279（0C）：1－6.

［8］Ove Steinvall，Pierre Andersson，Magnus Elmqvist，et al.Overview of range gated imaging at FOI［J］.SPIE，2007，6542（16）：1－13.

［9］J Asbrock，Bailey S，Baley D，et al.Ultra－h(huán)igh sensitivity APD based 3DLADAR sensors：linear mode photon counting LADAR camera for the ultra－sensitive detector program［J］.SPIE，2008，6940（2O）：1－16.

［10］William C Ruff，Keith Aliberti，John Dammann，et al.An FM／cw breadboard ladar using a 32－element linear selfmixing detector array［J］.IEEE，2003：1006－1011.

［11］Andrew Hutchinson J，Ward Trussell C，Toomas H AlI－ik，et al.Multifunction laser radar III［J］.SPIE，2001，4377：132－146.

［12］孫志慧，鄧甲昊，閆小偉.線陣推掃式激光成像引信探測(cè)技術(shù)［J］.光電工程，2009，36（3）：16－21.SUN Zhihui，DENG Jiahao，YAN Xiaowei.Linear array push－broom method in laser imaging fuze detection technology［J］.Opto－Electronic Engineering，2009，36（3）：16－21.

［13］YAN Xiaowei，DENG Jiahao.Imaging simulation for 3－D laser radar based on target model［J］.SPIE，2008，7158（OP）：1－8.

［14］Andrei Dragulinescu，D Cojoc.Optical correlators：systems and domains of applications［J］.SPIE，2005，5972（1F）：1－8.

［15］CHEN Yu，MIAO Hua，WANG Wensheng，et al.Application of JTC in recognition and real－time tracking of moving targets［J］.SPIE，2007，6837（08）：1－8.

［16］Mohammad S Alam，El－saba A，Horache E，et al.Joint transform correlation for fingerprint identification［J］.SPIE，2004，5362：136－149.

［17］Alam M S，Ochilov S.Target detection in hyperspectral imagery using one dimensional fringe－adjusted joint transform correlation［J］.SPIE，2006，6245（05）：1－11.

［18］Mohammed Nazrul Islam，Vijayan Asari K，Mohammad A Karim.Optical pattern recognition using multiple phase shifted－reference fringe－adjusted joint transform correlation［J］.Optical Engineering，2008，47（9）：097204.

［19］Alam M S，Horache E.Optical implementation of reference phase－encoded fringe adjusted joint transform correlation［J］.SPIE，2005，5908（14）：1－9.

［20］Horache E，Alam M S，Loo C.Optical implementation of SDF based fringe－adjusted joint transform correlation for invariant pattern recognition［J］.SPIE，2005，5816：152－162.

［21］ZHANG Huihua，XU Zhongbao，ZHANG Shuang.Recognition and tracking of target based on three－dimensional joint transform correlation ［J］.SPIE，2008，7156（1J）：1－11.

［22］閆小偉，鄧甲昊，孫志慧.線陣掃描式激光成像探測(cè)系統(tǒng)建模與仿真［J］.北京理工大學(xué)學(xué)報(bào)，2010，30（4）：456－459.YAN Xiaowei，DENG Jiahao，SUN Zhihui.Modelling and simulation of laser imaging system based on linear array detection［J］.Transactions of Beijing Institute of Technology，2010，30（4）：456－459.

［23］GUO Hualing，DENG Jiahao，CAI Kerong.High－speed moving target recognition technology based on multi－sensor data fusion［C］／／IFITA 2010.US：IEEE，2010：20－21.