鲁棒KAZE算法的SAR图像配准

针对传统的SIFT算法及其改进算法在多波段SAR图像匹配性能低下,对非线性扩散滤波的KAZE特征检测算法分别从构建尺度空间和特征点检测两个方面进行改进,来提高多波段SAR图像匹配性能。尺度空间构建方面:提出采用高斯引导滤波取代KAZE算法中的非线性扩散滤波,充分利用高斯引导滤波的算法实时性、尺度不变性和良好的边缘保持性来克服非线性扩散滤波构建尺度空间的算法耗时较高的问题。特征点检测方面:提出采用引入指数加权均值比例算子(ROEWA)结合多尺度Harris角点检测的改进方法,充分利用ROEWA算子抑制相干斑噪声和多尺度Harris算子计算简单、旋转、尺度不变等优点,克服了传统的梯度差分方法检测SAR图像特征点时在SAR图像强散射纹理区造成大量错误率。描述符构建阶段,在梯度比例图像上采用原始的KAZE算法相同原理构建MSURF描述符。最后通过最近邻匹配和一致性倒数(RANSAC)进行错误匹配剔除。实验结果表明本文提出的改进KAZE算法应用于SAR图像配准优于原始KAZE特征算法。     

一种改进的KAZE特征检测算法

特征点检测算法是图像匹配的基础,在机器视觉、飞机导航、图像拼接、三维重建等领域中得到了广泛的应用.其中基于非线性扩散的KAZE特征检测算法鲁棒性强、匹配率高,但实时性明显低于其他算法.针对以上问题,提出一种简单有效的改进KAZE算法.该算法通过改进特征点搜索策略、利用圆改进M-SURF特征向量描述方法并降维、引入余弦相似性度量等步骤来提高算法实时性.实验结果表明:改进后的KAZE算法在保证原算法鲁棒性、匹配率的基础上,减少了运行时间,增强了算法的实时性.     

无人飞行器双目视觉位姿估计算法改进与验证

针对无人飞行器(UAV)在未知复杂环境下的导航问题,提出一种基于双目视觉的UAV位置和姿态估计算法.利用基于非线性尺度空间的KAZE特征构建立体图像对的特征点检测与描述,用Knn算法进行特征点匹配,导出相机坐标系下特征点三维坐标,用随机抽样一致(RANSAC)算法与L-M迭代算法获得UAV姿态和位置估计值.实验验证结果表明,基于KAZE特征的UAV双目视觉位姿估计算法的准确性、实时性与可重复性好,能满足UAV实时导航要求.     

高超声速飞行器建模与自主控制技术研究进展

 高超声速飞行器是国内外研究的热点问题。综述了高超声速飞行器建模与自主控制问题。阐明了高超声速飞行器的特点及控制难点,列举了典型的高超声速飞行器模型,从机理推导方法、计算流体力学（CFD）实验方法、模型简化技术和模型验证技术方面介绍了高超声速飞行器建模的研究进展,从传统滑模控制、高阶滑模控制、反步控制、自适应控制、轨迹线性化控制方面阐述了高超声速飞行器自主控制的研究进展,探讨了高超声速飞行器仿真平台开发的研究趋势。     

一种基于显著性区域分割的SAR图像配准算法

针对传统SIFT算法的配准精度和配准效率易受斑点噪声和图像灰度差异影响的问题,提出一种基于显著性区域分割的SAR图像配准算法.首先基于改进的马尔可夫(MRF)算法对SAR图像进行分割,结合区域特征和边缘特征筛选出稳定的显著性区域;然后在显著性区域的边缘附近进行SIFT特征点的提取;最后通过SIFT特征点的匹配实现图像配准.实验结果表明,该方法在保证较高的配准精度的同时,提升了算法效率.     

基于非线性尺度空间的航拍场景分类

针对尺度不变特征变换(Scale Invariant Feature Transform,SIFT)算法在航拍场景分类中提取特征时,易造成边界模糊和细节丢失且无法描述颜色信息的问题,结合视觉词袋模型,提出了非线性尺度空间下融合颜色特征的新型颜色风式特征检测子(Color-KAZE,C-KAZE).通过KAZE构造非线性尺度空间来检测特征信息;对颜色模型(Hue,Saturation,Value,HSV)非等间隔量化获取颜色量化矩阵,进而生成C-KAZE特征描述子;利用视觉词袋和空间金字塔匹配模型融合多特征.实验表明,该算法相比SIFT算法在场景分类准确率方面提高了约8%.C-KAZE描述子增强了KAZE的特征描述能力,突破了SIFT算法特征描述单一、边缘细节模糊的局限性,显著提升了无人机航拍图像的分类效果.     

基于SAR-SIFT和快速稀疏编码的合成孔径雷达图像配准

SAR-SIFT(Synthetic Aperture Radar-Scale-Invariant Feature Transform)特征是一种类SIFT特征,为了较好的适应SAR图像的特点,SAR-SIFT在SIFT的基础上针对SAR图像的统计特性改进了局部描述子的提取方式。SAR-SIFT相比SIFT具有更好的抗噪性能,然而在强噪声下仍然会提取许多异常点。为了解决强噪声情况下SAR图像的特征点提取及匹配问题,在SAR-SIFT基础上,首先提出了一种新的梯度计算方法,它的大小和方向对散斑噪声都具有很强的鲁棒性,使得对SAR图像进行特征点检测与特征描述提取时具有一定的抗噪性能。其次,使用快速稀疏编码方法对提取到的特征点进行稀疏表示,利用稀疏表示的聚类效果和更好的信号表达能力来减少噪声对特征点提取的影响,从而达到减少异常点的目的。最后通过NNDR(Nearest Neighbor Distance Ratio)和RANSAC(Random Sample Consensus)来完成特征点的匹配以及参数的估计。实验结果表明,利用本文方法能显著减少强噪声SAR图像所提取特征点中的异常点数量并提高匹配精度。     

高超声速飞行器建模研究

该文基于NASPWinged-cone高超声速飞行器模型,研究了高超声速飞行器六自由度模型建立方法,并基于面元法计算的气动力对其纵向模态特性进行了初步研究,了解了高超声速飞行器纵向长短周期特性。该建模方法为初步分析、计算、模拟和表征高超声速飞行器运动规律的研究提供了方法。     

高超声速飞行器上升段轨迹设计

由于高超声速飞行器自身的飞行特点,其轨迹设计一直存在很多困难.高超声速飞行器受到各种气动、结构、过载的约束,在飞行器的上升段这些约束对轨迹的影响更为明显.因此,设计高超声速飞行器上升段轨迹需重点考虑这些约束问题.基于这样的思想,通过建立飞行器的动力学模型及最优控制模型,并进行了合理的模型转换,通过仿真计算得出了高超声速飞行器上升段的轨迹.结果表明,设计方法合理可行,可为以后类似的工作提供参考和帮助.     

基于SDRE方法高超声速飞行器控制系统设计

高超声速飞行器拥有复杂且易变的气动特性,为确保高超声速飞行器在复杂的飞行条件下,拥有稳定的飞行特性、良好的控制性能。针对高超声速飞行器非线性模型,采用状态相关的Riccati方程(State-Dependent Riccati Equation,SDRE)方法设计高超声速飞行器控制系统,利用改进的Newton法对控制器进行求解,同时在高超声速条件下进行仿真,验证了SDRE方法在高超声速飞行器控制系统中的可实现性及优越性。     

典型建筑物的合成孔径雷达回波模拟研究

为了更有效地研究合成孔径雷达的成像算法,回波模拟技术的研究变得十分重要,其中回波模拟的计算效率成为关键问题,采用2DFFT方法对粗糙地面上的典型建筑物进行合成孔径雷达( SAR)的回波模拟,获得了地面建筑物的正确SAR回波信号.针对SAR雷达回波模拟中去遮挡部分计算量大,引入了图形电磁学的方法,利用计算机硬件自动去遮挡...     

获取俯仰信息的车载合成孔径雷达成像方法

车载合成孔径雷达(synthetic aperture radar,SAR)技术能够弥补摄像头和激光雷达在恶劣环境下感知能力的不足.针对现有一维车载SAR成像方案无法实现目标俯仰方向分辨的缺点,提出一种基于俯仰方向等效均匀阵列和行进方向合成孔径相结合的二维SAR成像方案.数据采集系统采用77 GHz商用多输入多输出雷达和线性导轨搭建.实验结果证明,该系统所得成像结果能够有效反映目标外形轮廓.在车辆非直线轨迹运动场景下,存在唯一可用后向投影算法时间复杂度过高的问题,针对上述成像方案阵元特点,提出一种基于时域和波数域结合的快速成像算法.理论推导和仿真实验表明,该算法能有效降低时间复杂度,且保持良好成像效果.     

交互式地图匹配算法在组合导航中的应用

针对捷联惯性导航系统（SINS）/里程仪组合导航中车辆受初始对准偏差和测量器件自身误差等因素影响的精度随时间和位移增加而降低的问题,设计了交互式电子地图匹配修正新方案.通过车辆姿态角变化选择合适的地图匹配算法,并在转弯处精确反馈修正车辆坐标,同时利用定位误差修正初始对准偏差和里程仪刻度系数误差,降低其对以后导航定位的影响.仿真结果表明,采用交互式电子地图匹配算法,航向失准角偏差可很快收敛至2′左右,里程仪刻度系数偏差也降低至0.08%左右,能够实现系统的需要,跑车实验也证明了此方案的有效性.
     

A modified algorithm for SAR parallel imaging

Synthetic aperture radar can provide two dimension images by converting the acquired echoed SAR signal to targets coordinate and reflectivity. With the advancement of sophisticated SAR signal processing, more and more SAR imaging methods have been proposed for synthetic aperture radar which works at near field and the Fresnel approximation is not appropriate. Time domain correlation is a kind of digital reconstruction method based on processing the synthetic aperture radar data in the twodimensional frequency domain via Fourier transform. It reconstructs SAR image via simply correlation without any need for approximation or interpolation. But its high computational cost for correlation makes it unsuitable for real time imaging. In order to reduce the computational burden a modified algorithm about time domain correlation was given in this paper. It also can take full advantage of parallel computations of the imaging processor. Its practical implementation was proposed and the preliminary simulation results were presented. Simulation results show that the proposed algorithm is a computationally efficient way of implementing the reconstruction in real time SAR image processing.     

航弹SINS/GPS组合导航系统半实物仿真试验设计

针对某型远程航空弹药SINS/GPS组合导航系统的组成,设计了SINS/GPS组合导航的半实物仿真试验框架结构,探讨了在试验过程中多机时钟同步的问题,检验了捷联惯导系统导航计算机的解算性能和GPS信息的修正效果.试验结果表明,捷联惯导系统的算法正确,解算精度和解算时延满足控制系统的要求,GPS信息修正效果良好,SINS/GPS组合导航系统可以应用到航空弹药的制导与控制系统中.     

一种改进的SAR图像相干斑抑制方法

传统的抑制合成孔径雷达(SAR)图像斑点噪声的TDRGMAP方法,对大面积呈强反射的典型战略目标检测效果较差、边缘定位精度较低。文章针对TDRGMAP方法提出了一种改进算法,将恒虚警检测(CFAR)和双参数恒虚警检测(B-CFAR)结合起来检测及保持点目标,并引入了自适应窗口的方法进行边缘和线条检测。用真实机载SAR图像进行实验,证明所提出的新方法取得了较好的改进效果。     

小型无人机SINS/GPS组合导航系统研究

根据SINS/GPS组合导航的基本原理,在一个装有微型化IMU模块的MUAV自驾仪上设计了MUAV的SINS/GPS组合导航系统的联邦滤波算法,并对该导航系统进行了静态和动态实验。实验结果表明:采用联邦Kalman滤波能够有效的消除导航参数误差,提高导航精度。该导航系统可以满足小型无人机的导航要求。     

SAR成像系统中的多视处理及多普勒调频斜率的估计

对SAR图象中纹斑噪声的统计特性进行了详细的数学推导,同时对消除纹斑噪声的成像辅助技术——多视处理进行了深入研究,并利用基于多视处理的子孔径相关算法,对SAR系统的多普勒调频斜率fR进行了估计,将其用于成像,其精度和效果都令人满意．     

基于Photoshop插件的SAR图像处理与评估系统

介绍了基于Photoshop插件架构的合成孔径雷达(SAR)图像处理与评估系统主要功能.以图像评估插件的开发为例对关键技术进行了分析.结果表明,采用Photoshop插件方式,可以避免复杂的内存管理编程和用户界面设计,充分利用Photoshop的图形处理功能,减少了工作量,并提高系统稳定性和可用性.