基于Zynq的空空导弹末端识别与定位系统研究

王西超，高 颂，浦 乐，曲晓雷

(1 上海电机学院电气学院，上海 201306；2 河南科技大学农业装备工程学院，河南洛阳 471003;3 中国空空导弹研究院，河南洛阳 471000;4 沈阳飞机设计研究所，沈阳 110035)

0 引言

空空导弹弹载光电导引平台以红外或其他光谱波段为信息载体，具有极高的时间、空间和频率分辨力，在精密制导、光电对抗、火控与瞄准、飞行辅助等领域，日益发挥着重大的作用。基于弹载光电平台的飞机目标检测是指对光电传感器获取的图像序列进行处理与分析，充分利用传感器采集的图像信息完成目标检测[1-6]，并对检测出的目标进行稳定跟踪的过程。目标一旦被检测出，通过有效地跟踪就可获得目标的位置、速度、加速度等运动参数。

红外波段的目标图像与背景对比度低，目标边缘较模糊，图像噪声大，导致红外图像中飞机等小目标的检测与识别较为困难。目标检测与跟踪系统一般用嵌入式系统实现，传统的嵌入式ARM图像处理平台计算能力有限、响应速度较慢[7-10]；FPGA凭借并行硬件结构运算速度较快，但其使用Verlog HDL开发图像处理算法难度较大[11-16]。

针对以上问题，本文以空空导弹末端精确打击为研究目标，以大型运输机和小型战斗机的红外图像为对象，结合红外图像小目标检测与识别要求，采用Zynq-7000系列的ARM+FPGA可编程SOC[17-19]，运用软硬件协同设计的方法搭建空空导弹末端识别与定位系统。

1 系统算法设计

针对红外目标检测问题，通过对红外图像的分析得出：虽然运输机和战斗机目标较小，但在局部区域，红外目标的辐射强度还是在一定程度上高于局部背景区域。……