一种空间目标红外辐射微动周期自动提取方法

本申请属于信号处理，尤其涉及一种空间目标红外辐射微动周期自动提取方法。

背景技术：

1、近年来，各国航空航天技术得到跨越式发展，越来越多的空间目标被送入运行轨道。一方面，这些空间目标如卫星、空间站等在民用、商用、科学研究等领域做出了突出贡献；另一方面，这些航天活动会产生大量诱饵、有害空间碎片等，其中绝大部分遗留在轨道上，这使得空间环境状况日益严峻。因此，准确地识别出对有害空间目标的种类，进而采取应对措施是亟待需要考虑的。

2、对空间目标识别的前提是了解并获取目标之间的差异性特征，空间目标运动特征包括速度特征和微动特征。考虑到空间目标设计成本、重量控制等因素，各诱饵、有害空间碎片总质量和质量分布与非有害空间目标不会完全相同。这种差异导致目标在释放时，其横向冲量矩作用在目标本体后产生的微动特征也不同。另外，由动量守恒定律可知，释放后各目标之间的飞行速度也会存在差异性。这些差异性特征为空间目标的分类与识别提供了有效信息。另外，目标的微动使其辐射信号在短时间内具有周期性，微动周期与辐射信号的周期相同，因而可以从目标的红外辐射信息中提取微动周期特征。然而，以何种方式实现目标微动周期特征自动提取是亟待解决的关键性问题。

3、目前针对空间目标红外辐射序列进行微动周期提取的研究较少。但红外辐射序列与目标的rcs序列相近，因此可以借鉴rcs序列周期提取，常用方法有：自相关法(autoc)、循环自相关函数法(cautoc)、平均幅度差函数(amdf)、循环平均幅度差函数(camdf)等。但是上述方法抗噪性差，且周期结果需人工根据函数波形的极值点进行判别，从而降低了目标微动周期特征自动提取的效率。

技术实现思路

1、本申请实施例提供了一种空间目标红外辐射微动周期自动提取方法、装置、终端设备及存储介质，可以解决当前空间目标红外辐射序列进行微动周期提取方法存在抗噪性差，且周期结果需人工根据函数波形的极值点进行判别导致的效率低的问题。

2、第一方面，本申请实施例提供了一种空间目标红外辐射微动周期自动提取方法，包括：s1，从红外图像中提取目标辐射序列；s2，对所述目标辐射序列进行camdf计算，获取第一序列；s3，对所述第一序列进行camdf计算，获取第二序列；s4，根据所述第二序列的极大值集合、极小值集合、极大值的延迟长度集合以及极小值的延迟长度集合，输出所述目标辐射序列的周期值。

3、在第一方面的一种可能的实现方式中，上述步骤s2，对目标辐射序列进行camdf计算，获取第一序列，具体包括：

4、

5、其中，a1(k)为第一序列，k为第一偏移量，mod(n+k,n)为n+k对目标辐射序列长度n的取余，目标辐射序列为i(n)，n＝1,2,…n。

6、可选的，在第一方面的另一种可能的实现方式中，上述步骤s3，对第一序列进行camdf计算，获取第二序列，具体包括：

7、

8、其中，a2(m)为第二序列，m为第二偏移量，mod(k+m,n)为k+m对第一序列长度n的取余。

9、可选的，在第一方面的另一种可能的实现方式中，上述步骤s4，根据第二序列的极大值集合、极小值集合、极大值的延迟长度集合以及极小值的延迟长度集合，输出目标辐射序列的周期值，具体包括：

10、

11、其中，t为目标辐射序列的周期值，fx为目标辐射序列的采样频率，第二序列的极大值集合为p，第二序列的极大值的延迟长度集合为px，第二序列的极小值集合为v，第二序列的极小值的延迟长度集合为vx，v(1)为第二序列的第一个极小值，v(2)为第二序列的第二个极小值，vx(1)为第二序列的第一个极小值对应的延迟长度，vx(2)为第二序列的第二个极小值对应的延迟长度；

12、当集合p或v为空集时，表示第二序列为非周期序列。

13、第二方面，本申请实施例提供了一种空间目标红外辐射微动周期自动提取装置，包括：提取模块，用于从红外图像中提取目标辐射序列；第一获取模块，用于对所述目标辐射序列进行camdf计算，获取第一序列；第二获取模块，用于对所述第一序列进行camdf计算，获取第二序列；输出模块，用于根据所述第二序列的极大值集合、极小值集合、极大值的延迟长度集合以及极小值的延迟长度集合，输出所述目标辐射序列的周期值。

14、在第二方面的一种可能的实现方式中，上述第一获取模块，具体包括：

15、

16、其中，a1(k)为第一序列，k为第一偏移量，mod(n+k,n)为n+k对目标辐射序列长度n的取余，目标辐射序列为i(n)，n＝1,2,…n。

17、可选的，在第二方面的另一种可能的实现方式中，上述第二获取模块，具体包括：

18、

19、其中，a2(m)为第二序列，m为第二偏移量，mod(k+m,n)为k+m对第一序列长度n的取余。

20、可选的，在第二方面的另一种可能的实现方式中，上述输出模块，具体包括：

21、

22、其中，t为目标辐射序列的周期值，fx为目标辐射序列的采样频率，第二序列的极大值集合为p，第二序列的极大值的延迟长度集合为px，第二序列的极小值集合为v，第二序列的极小值的延迟长度集合为vx，v(1)为第二序列的第一个极小值，v(2)为第二序列的第二个极小值，vx(1)为第二序列的第一个极小值对应的延迟长度，vx(2)为第二序列的第二个极小值对应的延迟长度；

23、当集合p或v为空集时，表示第二序列为非周期序列。

24、在本申请技术方案，先从红外图像中提取目标辐射序列，再对目标辐射序列进行camdf计算，获取第一序列，接着对第一序列进行camdf计算，获取第二序列，最后根据第二序列的极大值集合、极小值集合、极大值的延迟长度集合以及极小值的延迟长度集合，输出目标辐射序列的周期值。由此，通过对空间目标的红外辐射序列进行二重camdf计算，记录处理后的序列的极大值集合、极小值集合以及极大值和极小值对应的延迟长度集合，根据极值自动输出当前空间目标的微动周期值，从而提高空间目标微动周期提取性能，有效抑制噪声对微动周期提取干扰。

技术特征：

1.一种空间目标红外辐射微动周期自动提取方法，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的空间目标红外辐射微动周期自动提取方法，其特征在于，所述步骤s2，对所述目标辐射序列进行camdf计算，获取第一序列，具体包括：

3.如权利要求2所述的空间目标红外辐射微动周期自动提取方法，其特征在于，所述步骤s3，对所述第一序列进行camdf计算，获取第二序列，具体包括：

4.如权利要求3所述的空间目标红外辐射微动周期自动提取方法，其特征在于，所述步骤s4，根据所述第二序列的极大值集合、极小值集合、极大值的延迟长度集合以及极小值的延迟长度集合，输出所述目标辐射序列的周期值，具体包括：

5.一种空间目标红外辐射微动周期自动提取装置，其特征在于，包括：

6.一种终端设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至4任一项所述的方法。

7.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至4中任一项所述的方法。

技术总结
本申请适用于信号处理技术领域，提供了一种空间目标红外辐射微动周期自动提取方法，包括：先从红外图像中提取目标辐射序列，再对目标辐射序列进行CAMDF计算，获取第一序列，接着对第一序列进行CAMDF计算，获取第二序列，最后根据第二序列的极大值集合、极小值集合、极大值的延迟长度集合以及极小值的延迟长度集合，输出目标辐射序列的周期值。由此，通过对空间目标的红外辐射序列进行二重CAMDF计算，记录处理后的序列的极大值集合、极小值集合以及极大值和极小值对应的延迟长度集合，根据极值自动输出当前空间目标的微动周期值，从而提高空间目标微动周期提取性能，有效抑制噪声对微动周期提取干扰。

技术研发人员：张浩,唐国良,乐应波,单李庆,李云鹏,何鸣
受保护的技术使用者：无锡学院
技术研发日：
技术公布日：2025/4/6