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电子科技大学硕士学位论文ZZCO1光学侦察车系统软件的研制姓名王

归档日期:07-12       文本归类:光学侦察      文章编辑:爱尚语录

  电子科技大学硕士学位论文ZZCO1光学侦察车系统软件的研制姓名王忠荣申请学位级别 硕士专业 信号与信息处理指导教师 刘钊2001 1电子科技大学砜士论文摘要战场装甲侦察系统是我军近年来研制并装备的情报侦察及处理系统光学侦察车在该系统中担任战场前沿侦察以获取信息的任务。本论文的主要内容涉及到光学侦察车

  电子科技大学硕士学位论文ZZCO1光学侦察车系统软件的研制姓名王忠荣申请学位级别 硕士专业 信号与信息处理指导教师 刘钊2001 1电子科技大学砜士论文摘要战场装甲侦察系统是我军近年来研制并装备的情报侦察及处理系统光学侦察车在该系统中担任战场前沿侦察以获取信息的任务。本论文的主要内容涉及到光学侦察车系统软件的设计开发和关键技术的实现 并针对战场侦察系统将来对序列图像压缩技术的需求 也对视频技术作了较深入的研究。首先在第一章中简单介绍了整个战场装甲侦察系统的任务研制背景 讨论了整个系统的构成和电气性能指标 并分别介绍了光学侦察车、雷达侦察车和装甲侦察情报处理车的电气系统设备构成。第二章介绍第三代光学侦察车系统 即通用型 光学侦察车系统软件的设计和主要模块的开发。针对前两代系统的不足提出并实现了从 系统到 系统的升级改造 大大丰富了系统功能 提高了技战术指标。该侦察车已于 年通过总参组织的评审鉴定 交付军方使用。 第三章介绍光学侦察车系统使用的关键技术 包括图像采集卡 数据库技术和并行多串口通信技术以及使用 对其功能模块的设计开发。第四章介绍为光学侦察车系统进一步改进所做的研究工作 主要是对序列图像压缩技术的研究。 本文实现了序列图像的压缩编码和解码 还在运动补偿技术的运动矢量搜索算法中提出了一种性能较好的新方案 基于运动矢量预测及分支定界的改进型全局搜索算法。、关键词 图像采集 图像压缩 串口通信 视频编码 运动补偿皇王燮兰堡主堡苎一—— 电子科技大学硕士论文绪论现代战争的形态和工业时代相比已经发生了质的变化其突出标志就是向高技术条件下的局部战争转变 即人们常说的“高技术战争”或“信息化战争”。以微电子技术为基础的信息技术的发展及其在军事领域的广泛运用 是这场转变的主要技术基础。军事信息技术和信息化的武器装备 特别是高技术侦察监视系统、指挥控制系统和精确制导武器的发展 使得军队的情报信息获取和处理能力、全方位机动能力、远程精确打击能力、全面防护能力和一体化指挥控制能力出现了质的飞跃 战争的节奏加快、进程缩短 作战方式主要表现为陆、海、空、天、电一体化的联合作战。第一次全面展示高技术局部战争的形态 并标志军事领域已经进人崭新的变革时代的是 年海湾战争。之后 以美国为首的西方发达国家又进行的几场局部战争 使这种战争形态有了很大发展。科索沃战争 表明高技术局部战争形态进入了很高的发展高度。从海湾到科索沃 八年之间 西方国家军队装备了大批最新高科技武器。海湾战争中 多国部队的高科技武器只占所用武器的 左右 而北约空袭南联盟的高科技武器几乎达到 。武器相对落后的科索沃只能成为高科技武器的试验场。我们不迷信高科技武器“战无不胜”的神话 但是必须要对武器的先进性对战争进程的影响引起高度的重视 大力发展我军现代化装备进程。高度机动性和自动化的侦察系统为指挥机关提供实时的情报信息 是确保指挥人员全面掌握战场发展动态和决策的关键 是赢得战争胜利的重要保障。我国数字化装甲部队是 支快速、灵活、机动及具有强大杀伤力的军兵种 是陆上作战的主要力量。一般坦克机械化师的侦察范围大于本级作战范围 侦察纵深应达到本级攻击之敌的第二梯队和后方主要目标的配置地域。通常对野战阵地防御之敌进攻时 师的侦察正面为 纵深为其总面积可达 平方公里。在广阔的战场上面对侦察地域的扩大 侦察目标的急剧增多 以及纷繁交叉重叠的情报信息 采用传统的人工方法进行情报的处理 已远远不能适应现代战争的需要。为此 应研制和装备适应坦克机械化部电子科技大学硕士论文队特点的情报系统 使我军坦克机械化部队的情报处理工作能与作战任务相协凋 与战争发展相适应。 年以来 在总参谋部、国防科工委以及装甲兵技术研究所的共同支持下 我国基于 系统及“区电”要求的战场装甲侦察系统正式开始研制工作。目前 通用型 型光学侦察车 以下简称光学侦察车 型雷达侦察车以下简称雷达侦察车 已定型生产 并经过两次升级换代 系统日趋完善 履带式装甲侦察情报处理车系统 以下简称情报处理车 也已研制完成 进入系统测试阶段。整个系统将很快装备部队 它将是我国数字化装甲部队的重要侦察和信息获取手段 是对未来战争高技术要求的积极响应。我的硕士生期间的研究课题有幸对 光学侦察车的系统软件进行了升级工作 为第三代光学侦察车的研制尽一份菲薄之力。经过重新改进研制的光学侦察车现在已经交军方使用。论文所涉及的问题和完成的工作战场装甲侦察系统是一个复杂的系统工程 它的设计开发涉及到多个领域、多个学科的有机结合 多家研发单位的协调有序的工作。参加研发的单位除电子科技大学图像传输和处理教研室从事系统软件研发外 还有国内数家车辆、雷达、光学和 的重点科研院校和工厂。战场装甲侦察系统的研制 年开始至今已有十个春秋了。光学侦察车系统也经过了从最初的 单任务黑白系统和彩色系统到现在的 多任务版本的三代变迁。作者在此工作中的主要贡献是 完成了我国第三代光学侦察车系统软件的研制。该侦察车已于 月通过总参组织的评审鉴定并已投入批量生产 交军方使用 基于 和小波压缩的两套图像采集卡的二次开发 数据库的应用开发 并行多串口通信的应用开发 序列图像压缩技术的研究 压缩方式的实现 提出了一种改进的运动补偿搜索算法。电子科技大学硕士论文论文将在各章分别涉及上述问题的讨论。第一章介绍整个战场装甲侦察系统的组成和电气系统性能指标。第二章介绍 平台下光学侦察车系统软件的设计和组成结构。第三章讨论侦察车系统软件的关键技术 包括图像采集卡二次开发、静态图像压缩、 数据库应用开发、并行多串口通信和 的多线程编程。第四章讨论对本系统改进的研究 主要是序列图像的压缩技术。第一章战场装甲侦察系统 任务背景和需求根据总参、装甲兵部预研局和装甲兵装备技术研究所的要求 为提高我军装甲部队在未来战争中积极主动的掌握战场情报信息的能力 完成 指挥系统国内几个研究所、工厂和大专院校从 年代初开始了我国装 乓部队的数字指挥系统的研制。 战场装甲侦察系统总体介绍我军装甲机械化部队坦克师的战场装甲侦察系统由两级组成 侦察情报网和指挥网 如图 所示 型车指挥网战场装甲侦察系统察分队在情报侦察网中 师团一级前端配备三辆通用型 光学侦察车翻两辆雷达型 雷达侦察车构成一个侦察分队 而后端设汁一辆履带式装 侦察情报处理车 作为侦察分队的指挥车 光学侦察车利刚电视摄像机、红外摄像机、无人驾驶侦察机等对前沿战场情报进行收集存储 经过压缩、纠竹编码后 传送给后方情报处理车进行进一步的数据加工处理 浅场的主要侦察手段而雷达侦察车则辅助用于隐蔽目标侦察及夜晚、大罅天气等不利于光学侦察的条件下工作。每辆装甲侦察情报处理车将负责接收干 辆光学侦察车和两辆旨达侦察车共五个“传感器”的 标情报 的符电子科技大学硕士论文侦察车发送上级的命令和指示信息。指挥网则由装甲侦察情报处理车和后方指挥系统来构成由装甲侦察情报处理车给后方指挥系统发送分组整理后的侦察目标情报 接收指挥系统的命令指示。在这个情报信息网络中 通信方式以无线通信为主、有线通信为辅 并要求具有运动中通信的功能。在敌我双方对阵之际 通常后方指挥系统距敌前沿侦察车有 公里的距离 两者难以直接通信 并且前方收集的情报错综复杂 如果所有侦察车的信息直接发往指挥系统 则该系统负担过重。因此 在两者之间引入情报处理车组成一级情报处理 完成对侦察情报的传输中继和预处理 并作为侦察分队的指挥车。战场情况下很多不可预知的因素 如果某一方向的装甲侦察情报处理车被毁或损坏时 该分支就可能瘫痪。为了提高系统的冗余度 增强抗毁性 在实际应用中可由邻近的其它情报处理车代行其职能 当后方指挥系统被毁时 情报处理车也能部分替代其职能。此外 采用两级情报处理结构降低了情报处理的复杂性 缓解了师情报中心的情报处理压力 单级处理速度加快 总的情报处理速度能够满足要求 从而提高了侦察情报的时效性。因此 采用两级的侦察结构 可以有效地提高坦克师战场装甲侦察系统对战场信息的反应能力、处理能力和快速传递能力。装甲侦察情报处理车和装甲侦察车相结合 可以形成完整的具有快速反应能力的侦察体系 以达到最佳的战场效能 满足部队作战和训练的需要。 侦察系统中电气系统的组成按总师设计要求 战场装甲侦察车系统分为电气分系统、车辆分系统、光学分系统、雷达分系统、 定位分系统和无人驾驶侦察机分系统。各分系统由国内相关单位进行研制。电气分系统的核心是系统软件 同时它又是整个系统的核心。因为除车辆分系统较独立外 其他分系统均与电气分系统紧密相关 电气分系统队渊各分系统工作 共同完成情报侦察任务。我们的工作集中在系统软件的研发 是侦察车系统各个设备的控制巾心和情报信息的管理中心。皇王壁竺盔兰堡圭堡茎一——各个分系统在硬件选择时 原则上均采用 年代以来国产最新军川定型产品 国内目前无法提供的军用设备 则采用合适的国外进口产品或国内的民用产品 但要求进行严格的后天加固和电磁兼容测试 以保证系统能在较恶劣的环境中正常工作。下面分别介绍装甲情报侦察系统各侦察车和处理车的电气设备组成情况。 光学侦察车电气系统设备组成 光学侦察车系统是一个多功能的图像采集、传输与处理系统 其核心是车载加固计算机。它控制整个光学侦察车系统情报的采集、压缩、存储和传输 并控制各种外围设备协调工作。与之相连的外围设备有图像采集系统 包括摄像机、热像仪、无人飞行器、激光测距仪、微波接收发射机和录像机 、通信系统 军用电台和军用传真机 、全球定位系统 组合定位 系统软件内部的模块划分为图像采集、电子地图、数据库管理和无线通信。由摄像机、热像仪和无人飞行器来的视频信号可直接通过微波发射机向后方情报处理车发送 同时也可由录像机进行录像保存。由激光测距仪获取采集情报的坐标和距离信息 通知系统采集图像。车载无线电台是具有调频及压扩数传功能的先进电台 可以传送模拟的活音信号 也可以传送数字信号进行数据通信。传真机用于在侦察车与侦察车之间或侦察车与情报处理车之间传送传真数据文件。整个系统支撑环境如图 所示。图 光学侦察车设备组成示意图 电于科技犬学硕士沦文 雷达侦察车电气系统设备组成雷达侦察车采用国产的地面活动目标侦察、校射雷达—— 型雷达 进行探测和跟踪目标 其作战任务是在进攻和防御作战中 侦察敌方的活动目标 如人员、装甲和机动车辆、低空飞机等。可侦察和跟踪 距离的车辆和 距离的单兵。图 示出雷达侦察车的系统组成 雷达系统提供给主机以目标的坐标参数、目标属性等信息。摄后 由电台数字通道向后方传输。雷达系统与主机之间由 口连接 该串口允许最大以每秒 的波特率传输信息。图 雷达侦察车设备组成示意图 情报处理车电气系统的组成按照战场装甲侦察系统的总体设计要求 情报处理车是整个侦察系统的情报一级处理中心和传输枢纽 具有较复杂的信息处理和传输能力。同时 它还可以主动完成情报采集 实现二次采集功能。情报处理车是这样一个核心 是数据接收的中心 是数据分组归类的整理中心 是承上启下的信息情报转发中心 也是前沿侦察车的指挥中心。它在整个战场装甲侦察系统中起着重要的作用。处理车系统分为三个部分 情报接收分系统、情报处理分系统和情报发送分系统。三台军用计算机作为处理工作站 通过集线器连接组成 局域网 情报发送工作站兼做网络服务器 系统软件通过运行 数据库管理系统将各主机有机地联系在一起。其中整个系统设备组成如图 情报处理车通过微波接收机和电台接收前沿光学侦察车和雷达侦察车传送回来的情报信息、友邻部队传送的情报信息包括 活动视频信号 数字图像 文本文件 传真文件和语音通信 同时又通过电台向前沿侦察车辆下达作战指令 传送数据参数。大量的前沿侦察情报信息经过两级处理 电子地罔柑结

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