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仿鹰眼智能感知与目标识别关键技术及应用
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  • 公布年份:
    2018
  • 中图分类:
    TP391.4
  • 关键词:
  • 成果简介:
    视觉成像是一项使武器作战能力倍增的技术。高动态、高精度、快速度、大视场的“复杂场景主动感知”和“感知识别”关键技术,已成为制约视觉成像在国防装备和国民经济重要领域中广泛应用的关键瓶颈之一(2017年7月国务院《新一代人工智能发展规划》),传统视觉成像方法难以针对特殊需求(空中加油、精确制导等)同时实现快速度、抗干扰和高精度感知识别。迫切需要发展新的视觉成像技术为国家安全和国民经济发展提供支撑。鹰以视觉敏锐著称,鹰眼视锐度是人眼2.7倍,其特殊生理学结构和识别机制,与强干扰环境下快速感知和精准识别的技术需求十分吻合,并具有“换道超车”的重大战略意义。 在国家863、国家自然基金重点项目、国家杰出青年基金、空军、中科院等支持下,历时十余年,针对目标感知识别“速度慢、抗噪弱、精度低”3个核心技术瓶颈,揭示了鹰眼强视力仿生机理,发明了仿鹰眼智能感知和目标识别核心关键技术及系统,引领了国际视觉成像技术的创新发展。主要技术发明点如下: 1.模拟鹰眼“快”的感知机制,发明了仿鹰眼多通道空间与目标协同注意技术。发现了鹰眼广域搜索与快速感知的新机制,发明了仿鹰眼方向、亮度、颜色、形状、运动信息解耦的多通道空间与目标协同注意方法,揭示了鹰眼凝视-扫视耦合行为的海量信息感知机理,攻克了感兴趣目标快速凝视和广域场景实时感知的瓶颈矛盾,实现了目标实时编组和快速探测,目标捕获率达到95%,探测时间缩短近1个数量级,解决了强干扰环境下目标快速感知问题。 2.模拟鹰眼“强”的识别机制,发明了仿鹰眼视网膜-核团(脑)映射机制的抗干扰目标识别技术。发现了鹰眼-核团信息流交叉抑制规律,提出了仿鹰眼视场中央密集、周边稀疏的非线性采样模式,揭示了鹰眼对正负样本的刺激/抑制反应机理,发明了仿鹰眼视网膜-核团强对比敏感度的多尺度汇聚抗扰识别技术,虚警率小于10%,解决了强干扰非结构环境下的目标识别鲁棒性问题。 3.模拟鹰眼“准”的认知计算机制,发明了仿鹰眼-脑-行为的空间分辨率变换技术及系统。借鉴鹰眼特有的双小凹成像结构和大小场景敏捷切换特性,发明了仿鹰眼双小凹动态成像单元,研制了精准位相重构和髙速响应的液晶空间光调制器,响应时间优于0.65毫秒,发明了仿鹰眼-脑-行为的空间分辨率变换技术与系统,攻克了光学系统大视场与局部高分辨率成像的瓶颈矛盾。 授权发明专利41项,实用新型专利5项,软件著作权9项,发表SCI论文35篇、EI论文13篇,专著3部。从关键技术发明、核心部件研发到应用创新,形成一整套原创性技术成果,成功应用于某型战机空中加油、某型导弹精确制导_、动能拦截等国防领域,取得重大军事效益和社会效益,并应用于民用无人机等领域,近三年创造经济效益超亿元。经同行专家鉴定一致认为,“总体技术达到国际先进水平,其中仿鹰眼多通道空间与目标协同注意技术达到国际领先水平”。获中国自动化学会技术发明一等奖、吉林省技术发明一等奖、吴文俊人工智能科技创新一等奖、中国航空学会科学技术一等奖和国防科技进步二等奖。
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