А.А. Донцов1, О.Ю. Тонконогов2, Р.Е. Меркулов3, В.В. Плеве4

1-4 ВУНЦ ВВС «ВВА им. профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина» (г. Воронеж, Россия)

Постановка проблемы. В настоящее время актуальна задача оценки защищенности летательных аппаратов (ЛА), оснащенных авиационными комплексами защиты (АКЗ) с оптическими системами самонаведения (ОСН) от оружия класса «воздух - воздух». Так как сопровождение ЛА оптической системой в условиях сформированных АКЗ помех невозможно из-за отсутствия цели на изображениях, возникает необходимость использования вынесенного за область помех опорного оптического канала, позволяющего непрерывно сопровождать цель - ЛА с АКЗ.

Цель. Разработать алгоритм определения координат ЛА по изображению опорного оптического излучения с использованием методов цифровой обработки и морфологического анализа изображений.

Результаты. Представлен алгоритм сопровождения ЛА по изображению опорного оптического излучения в условиях помех, основанный на методах цифровой обработки и морфологического анализа объектов. Проведена сравнительная оценка точности и быстродействия представленного алгоритма, подтверждающая его преимущества по сравнению с алгоритмом Хафа. С помощью математического моделирования показано, что предлагаемый алгоритм обладает высокой устойчивостью к наличию шумов на изображениях. Установлено, что при нормированном среднеквадратическом отклонении аддитивного шума на исходном изображении более 0,2, среднеквадратическое отклонение определения координат ЛА составляет более 220 эл. разрешения, а при применении алгоритма морфологического анализа - 20 эл. разрешения.

Практическая значимость. При применении разработанного алгоритма среднее значение ошибки определения положения ЛА составляет 1-2 эл. разрешения (что в 2 раза меньше, чем при использовании алгоритма Хафа), а определение координат ЛА с применением морфологического анализа происходит в 3-4 раза быстрее.

Донцов А.А., Тонконогов О.Ю., Меркулов Р.Е., Плеве В.В. Алгоритм сопровождения летательного аппарата по изображению опорного оптического излучения при испытаниях бортовых комплексов защиты // Радиотехника. 2022. Т. 86. № 2. С. 5−12. DOI: https://doi.org/10.18127/j00338486-202202-01

1. Обнаружение и координатометрия оптико-электронных средств, оценка параметров их сигналов. Монография / Под ред. Ю.Л. Козирацкого. М.: Радиотехника. 2015. 456 с.
2. Модели пространственного и частотного поиска. Монография / Под ред. Ю.Л. Козирацкого. М.: Радиотехника. 2014. 344 с.
3. Преднамеренные оптические помехи высокоточному оружию. Монография / Под ред. П.М. Юхно. М.: Радиотехника. 2017. 639 с.
4. Козирацкий А.Ю., Козирацкий Ю.Л., Коровин В.М. Определение положения лазерного луча в пространстве по рассеянной составляющей // Радиотехника. 2005. № 7. С. 66-70.
5. Пытьев Ю.П., Семин А.В., Успенский И.О.О быстром алгоритме морфологического анализа. Математические методы распознавания образов // Доклады Х Всеросс. конф. «Математические методы распознавания образов». 2001. С. 278-281.
6. Khoshelham K. Extending Generalized Hough Transform to detect 3D objects in laser range data // IAPRS. 2007. V. XXXVI. Pt. 3. P. 206-210.
7. Фурсов В.А., Бибиков С.А., Якимов П.Ю. Локализация контуров объектов на изображениях при вариациях масштаба с использованием преобразования Хафа // Компьютерная оптика. 2013. Т. 37. № 4. С. 76-80.
8. Цифровая обработка сигналов в зеркале MatLab / Под ред. Солонина А.И. СПб: БХВ-Петербург. 2018. 560 с.