基于Harris-LM全局运动估计的电子稳像算法研究

全局运动估计用途非常广泛,但是由于全局运动估计计算量大、噪声多等因素使得它很难在实时应用中使用.为了减少全局运动估计的计算量,提高全局运动估计的速度,选取Harris角点进行计算.基于LM(Lev-enberg-Marquardt)全局运动估计的思想,提出一种去除图像画面抖动的算法.通过LM算法估计全局运动参数,从而获得参考帧和当前帧之间的全局运动矢量.然后采用Kalman滤波的方法,一方面较好地平滑运动矢量以降低视频抖动,另一方面有效跟随摄像系统的有意扫描运动.最终进行运动补偿,以达到输出稳定图像的目的.实验结果表明,该算法能较好地实现图像序列的稳定.     

机载雷达目标空时参数快速估计方法

针对机载雷达动目标空时参数估计中常用的基于最大似然准则的参数搜索方法计算量过大的问题,提出了一种新的目标空时参数快速估计方法.该方法首先对机载雷达阵列回波信号做降维的空时自适应处理,对滤波输出最大的多普勒单元在空域取3个不同方向的导向矢量做空域滤波,得到3个不同的自适应权矢量和输出响应,再利用这些权矢量和输出响应,用多项式求根方法得到目标的空域频率,然后利用多普勒频率滤波响应主瓣附近的3个频率的输出,依据二阶近似求解极值得到目标的多普勒频率最大似然估计值.仿真实验表明,该方法在保证估计精度与参数搜索方法相同的情况下,计算量能够减小到参数搜索方法的1/100.     

运动规律已知的目标脱靶量测量方法

研究运动规律已知的目标脱靶量测量问题.根据多普勒频率和脱靶量的参数方程,提出了一种脱靶量测量的新方法:首先通过时频变换,将目标回波信号表示为以频谱强度为灰度值的图像;然后通过门限检测把灰度图像变为二值图像;最后利用基于随机Hough变换(RHT)的曲线检测,通过求解多普勒频率和脱靶量参数方程获得脱靶量的估计值.打靶实测试验结果表明,该方法能够有效地克服多普勒频率测量误差对脱靶量测量的影响,提高了脱靶量的测量精度.     

基于多路径优化的视频稳像方法

为了对日常生活中手持设备拍摄的视频进行稳像处理,提出了一种基于多路径优化的稳像方法.首先,进行运动估计,将输入视频的每一帧划分成均匀的网格,通过估计网格顶点的运动矢量得到帧间的运动;接着,进行运动平滑,将上一步的运动累加起来得到相机的运动轨迹,然后利用设计的多路径优化模型进行平滑处理;最后,进行运动补偿,对视频的每一帧进行补偿,得到稳像后的视频.将该方法和最近一些较好的方法进行处理时间和稳像结果的对比实验,结果表明,该方法耗时少,能取得令人满意的稳像效果.     

基于多普勒小波变换的脱靶量参数提取方法

研究了脱靶量测量系统中靶弹的相对运动速度、脱靶量、脱靶时刻等参数的提取方法. 根据接收到的雷达目标回波信号的多普勒频率特性,提出用4参数基函数的时频信号表示法,从而引出多普勒小波变换的概念. 通过匹配追踪算法寻找与回波信号最匹配的基函数来确定脱靶量参数. 实验结果表明,该方法有效地估计出了脱靶量参数,且比其它方法更简单准确.     

基于Kalman滤波的分布式全相参雷达相参参数估计方法

针对运动目标,提出了基于Kalman滤波的相参参数(时间差和相位差)估计方法,建立了雷达本地坐标系及目标本体坐标系,给出了目标的运动模型及相参参数的数学模型;提出了利用正交信号对相参参数进行估计的方法,通过对待估参数进行推导分析,建立了状态方程和量测方程,提出了利用Kalman滤波算法对相参参数测量值进行滤波以提高参数的估计精度;仿真分析验证了基于Kalman滤波的相参参数估计方法的有效性.      

基于多普勒频率的脱靶量参数估计性能分析

对基于多普勒频率的脱靶量参数估计方法的可观测性及估计性能进行了分析. 基于导弹在接近靶标轨迹段做匀速运动的假设,证明了利用时序多普勒频率进行脱靶量参数估计方法的全局可观测性,推导了频率估计存在满足零均值高斯分布的误差时估计参数的克拉美罗界(CRLB),并通过数值计算方法对影响估计参数CRLB的因素进行了仿真分析,仿真结果证明了该推导结果的正确性,给出了该方法在给定系统参数条件下不同脱靶量参数的估计性能,为利用此方法的脱靶量测量技术提供了参考.      

基于奇异协方差矩阵的谱估计方法

为了解决秩亏RCF(robust Capon filter-bank)谱估计方法的估计性能不稳健问题,提出一种基于奇异协方差矩阵的谱估计方法.该方法根据空间约束和导向矢量误差约束获得相应的窄带滤波器,并利用其对Capon滤波矢量进行滤波得到谱估计.仿真结果表明: 在采样协方差矩阵奇异的情况下,该谱估计方法获得的谱估计在精度及分辨率上均明显优于秩亏RCF谱估计方法.该方法是一种可以利用少量快拍进行谱估计的有效方法.     

双基地MIMO雷达多参数联合估计及目标三维定位

多输入多输出(Multiple-input multiple-output,MIMO)雷达具有波形分集、空间分集和极化分集等优势,在抗目标"闪烁"、反干扰、提高分辨力方面有很大的潜力.提出了一种双基地MIMO雷达多参数联合估计及目标三维定位方法.对接收信号的协方差矩阵作特征值分解,提取大特征值对应的特征矢量,构建选择矩阵,基于ESPRIT算法估计出目标的波达角.在求解均匀圆阵时,为将导向矢量中耦合的俯仰角和方位角分开,采用模式激励法解耦合,再分别利用UCA-MUSIC和UCA-ESPRIT算法估计目标俯仰角和波达角.基于MIMO雷达空间结构,利用估计到目标的俯仰角、发射角和波达角,计算得到目标的三维空间坐标信息.该算法可实现角度间的自动配对,可以有效识别同一距离单元内的多个目标.仿真实验表明,提出的估计方法估计精度高,处理速度快.     

多频体制下虚拟阵列映射聚焦方法

针对常规虚拟孔径系统设计复杂、运算量大等问题,提出一种多载频体制下虚拟孔径阵列合成方法--映射聚焦法.该方法利用了频率分集的思想,通过对不同载频接收回波的导向矢量进行推导,将频率分集与空间分集相互结合,得到了空域目标的非等间隔采样,为方便常规超分辨方法的广泛推广,通过宽带映射聚焦方法,将非等间隔空域采样转换为空间均匀采样回波,得到了等距半波长下的虚拟接收阵列.有别于传统的阵列插值以及基于高阶累计量的虚拟孔径方法,映射聚焦方法通过简单的插值运算,就可以得到较好的虚拟阵列回波.对不同参数下单目标俯仰角参量估计的仿真结果表明,与传统虚拟孔径方法相比较,映射聚焦法比常规的高阶累积量方法在测角精度上提高了近15 dB.     

基于轨迹提取算法的视频关联动作跟踪仿真

针对已有视频关联跟踪方法无法准确提取关联动作轨迹, 导致视频关联动作跟踪结果出现较大偏差, 且跟踪速率较低的问题, 提出一种基于轨迹提取算法的视频关联动作跟踪方法. 首先, 根据多元组理念组建多元组轨迹提取模型, 划分运动视频图像特征分布矢量化集合, 计算视频图像分割支持向量机临界值; 其次, 通过颜色系统分离像素特征, 利用虚拟视景重构输出关联动作轨迹提取值; 再次, 在多粒度滤波器训练中设置预期输出值, 采用Fourier变换将卷积计算转变成点乘运算, 计算各粒度下边界最小矩形重叠率; 最后, 通过欧氏距离获得两个边界最小矩阵变换情况, 明确各粒度的轨迹波动程度, 完成视频关联动作跟踪全过程. 实验结果表明, 该方法的视频关联动作跟踪速率为14.9 帧/s, 能有效提高目标跟踪速率, 实现精准的视频关联动作跟踪.     

基于机动动作元的敌机战术机动在线识别方法

敌机战术机动动作的在线识别可为空战态势感知、任务规划和辅助决策提供重要参考信息.针对雷达数据不能提供敌机姿态信息,导致战术机动动作难以直接描述的问题,提出了一种基于空战机动动作元的两级识别方法.首先分析了雷达传感器提供的特征信息;其次根据战术动作的航迹曲线,将空战战术动作分解为11种基本的机动动作元,降低了动作描述的复杂度;然后采用随机森林和支持向量机设计了两级识别方法,层级1利用航迹参数识别机动动作元,层级2根据动作元序列和运动参数识别战术动作.通过对仿真飞行数据进行验证,表明机动动作元能有效描述典型机动动作,提出的方法能够实现敌机战术机动的准确在线识别.      

一种基于MEMS惯性传感器室内行人航位推算算法

在室内行人定位中,行人航位推算 (Pedestrian Dead Reckoning, PDR)由于不需要外部辅助信息,而被广泛应用。针对传统室内PDR存在步长局限性等问题,提出了一种基于微机械电子系统(Micro Electro Mechanical System, MEMS)传感器的行人航位自适应拟合推算算法。该算法选用六位置法和卡尔曼滤波器(Kalman Filter, KF)作为对加速度计和陀螺仪原始数据误差处理方案。通过过零检测和步态短时不变性计算脚的运动状态,并结合加速度自适应拟合行进距离,最后利用位置推算解算行人的运动轨迹。仿真结果表明,该算法在95 m运动距离内,最大误差不超1.5 m,具有良好精确性和灵活性,适用于实际的室内行人定位。     

红外图像序列运动小目标的图像流检测法

提出一种利用图像流分析法对红外序列图像中的运动小目标进行检测的算法．首先利用两步分离法对图像进行预处理,筛选出少量的侯选运动目标,然后利用图像流模型建立目标的运动约束方程,在多帧连续图像中检测出真正的目标运动轨迹．实验结果表明,该算法能够对小目标甚至是点目标的运动进行可靠检测．     

基于NURBS算法的冗余机械臂轨迹规划

为有效抑制机械臂高速运动过程中的波动,提出一种基于NURBS(非均匀有理B样条)算法的七关节冗余机械臂轨迹规划方法。根据NURBS算法的性质,将关节运动路径点作为曲线控制点,根据绝对运动距离计算出非均匀节点矢量,把权因子作为控制变量进行速度、加速度条件约束,完成对由离散点组成的机械臂各关节特定轨迹进行逼近。通过计算机对建模和仿真,验证了该算法在冗余机械臂轨迹规划中的可行性和有效性。     

基于合成时空谱的多目标运动分析

针对水下多目标的检测与定位问题，提出了一种基于合成时空谱的多目标运动分析方法．该方法可对多个弱目标同时实现检测、定位、跟踪和运动分析，避免了多目标跟踪中的数据关联、轨迹交叉等信号处理难点，提高了算法的适用性．研究利用遗传算法的小生境技术，实现了多目标的运动参数估计．仿真结果表明，在低信噪比情况下，对强度不等、轨迹交叉的2个目标仍可进行有效地定位和跟踪．     

Dynamic Optimization Algorithm for Flying Trajectory of a Free-flying Space Robot

A new method of dynamic optimization for the flying trajectory of a free-flying space robot based on its flying motion characteristics is presented. The continuous flying trajectory is broken into a number of segment and the control efforts and the duration of the segment are chosen as the optimization parameters. The objective function is made by using the weighted sum of the fuel used and the time spent, and the constraint equations are selected. Finally, the internal point punishment function method is adopted in the optimization program, and the results of computer simulation are given.