基于同时扰动的单通道接收阵列天线跟踪方法

针对车载卫星移动通信系统的波束指向跟踪问题,提出一种基于同时扰动的单通道接收阵列天线跟踪方法。由于无法获得目标函数的准确梯度,所提方法对控制变量采用无差别的随机扰动,实现了单通道接收阵列波束指向的精确对准;通过分析移相器对波束指向的影响,提出了改进的同时扰动跟踪方法,加快了跟踪过程的收敛速度,为实现车载相控阵天线的精确、快速跟踪提供了一种新思路。与现有跟踪方法相比,所提方法直接扰动移相器而不是波束指向,减小了移相器参数变化和系统误差对跟踪结果的影响,提高了波束跟踪的稳定性,降低了天线设计的硬件要求。     

融合角点特征与颜色特征的Mean-Shift目标跟踪算法

针对Mean-Shift算法稳定性差、无法适应目标遮挡的特点,提出了一种融合角点特征与颜色特征的目标跟踪算法。该算法利用Harris角点的特征不变性克服了Mean-Shift算法鲁棒性差的缺点,同时利用Mean-Shift算法中核概率密度估计特性克服了目标与背景角点难以区分的缺点。通过视频序列对该算法的跟踪稳定性与抗遮挡性能进行测试,结果表明,新算法的跟踪稳定性与抗遮挡能力优于基于单一角点或颜色特征的Mean-Shift算法。     

视频图像中运动目标的实时检测

提出了一种运动目标检测与跟踪算法。以每点色彩信息的混合高斯模型来实现对视频图像的背景估计,从而实现对运动目标的检测。利用模板匹配的方法实现对运动目标的跟踪,并对混合高斯模型的算法进行了改进,使其能更快、更有效地适应环境的变化。实验结果表明此方法具有较强的鲁棒性,能较好地适应各种气候和光照环境的变化。     

基于状态解耦的两坐标外源雷达3D目标跟踪

考虑利用两部两坐标外源雷达对高度近似恒定的目标进行三维跟踪。结合外源雷达自身的特点，提出了一种将目标高度与水平状态(水平位置、速度等)进行解耦估计的方法，通过两个并行估计器来实现对三维目标的跟踪。在高度估计器中，将目标高度区间划分为多个高度子区间，然后利用量测值递推计算目标在各个高度子区间的权重，最后通过加权融合各个高度子区间的方式估计目标高度；在水平面的状态估计器中，进一步考虑了目标在水平面机动的场景，利用交互式多模型扩展卡尔曼滤波器，并结合目标高度的估计值，更新目标的水平状态。仿真与实验结果显示，利用两部两坐标外源雷达可以实现对高度近似恒定目标的精确三维跟踪，为水平机动的目标提供精度在200 m以内的高度估计，并消除了二维跟踪情况下因未考虑目标高度而引起的误差。     

捷联式天线平台双通道耦合目标跟踪滤波器设计与仿真研究

采用传统速率陀螺稳定平台的导引头角跟踪系统可以直接提取用于比例导引的惯性视线角速率，而采用捷联稳定方案后，天线平台的角跟踪系统失去了直接测定视线角速率的能力，视线角速率需要通过数字计算的方法来提取。同时由于视线的旋转，实际的角跟踪系统方位和俯仰两个通道之间存在交叉耦合，与速度跟踪系统之间也具有参数耦合关系。针对上述问题，提出双通道耦合目标跟踪滤波器的设计方法，并在考虑与捷联稳定控制系统及速度跟踪系统信息相互融合的情况下，对整个角跟踪系统进行了闭环仿真，对捷联式天线平台角跟踪系统的性能进行了系统的分析。结果表明：角跟踪系统方位与俯仰通道滤波值能很好跟踪真值，提出的设计方法在捷联式天线平台角跟踪系统中的应用是有效的。     

相控阵导引头位标器稳定跟踪控制仿真

研究了相控阵导引头位标器捷联稳定平台的控制问题。相控阵雷达通过嵌入天线阵元的移相器对阵面辐射波前进行控制,实现波束的空间扫描。这种体制的相控阵雷达可解决快速扫描问题,完成对目标的跟踪。在跟踪的同时需要消除由于导弹弹体姿态运动产生的对目标跟踪精度的扰动影响,同时保证稳定平台能够较好地跟踪固定目标或运动目标。对于雷达导引头,为了消除弹体姿态变化对目标测量的影响,采用捷联式稳定平台来实现天线的稳定。基于补充原理,采用了角位置补偿法进行了数字仿真研究。     

基于单脉冲复角测量减小天线指向波动的方法

针对雷达导引头下视超低空目标时,由于多径干扰造成单脉冲测向天线指向波动,导致目标跟踪丢失的问题,提出了一种基于单脉冲复角测量调整天线伺服系统的准则。首先，根据弹目相对运动关系,构建了镜像干扰情况下的单脉冲测角模型,详细分析了天线指向波动对目标稳定跟踪的影响。其次,提出了一种采用单脉冲复角测量目标高度的方法,并利用指向角度与指向高度同步变化的特性,推导出天线指向角的波动关系式,给出了天线伺服系统调整的准则。最后，仿真结果验证了所提方法的有效性。     

多目标跟踪

本文提出了一种多机动目标跟踪的方法。该方法用自适应门限获得二值图像，其中，自适应门限用边缘和灰度二重信息来建立，并对由此所获得的二值图像进行预处理。在此基础上，利用目标像素点的空间信息，使用标记电路，检测有效视场内的目标个数。同时利用目标形状特征和灰度信息对目标进行分类；利用目标运动信息，对各个目标进行识别，解决短时间的目标遮挡、重叠等问题。文章也给出了实时实现该方法的硬件框图和部分软件工作流程。该方法已应用于多模式电视跟踪器，取得了预期效果。     

旋转条件下非连续卫星导航信号处理技术

针对传统卫星导航技术无法估计旋转载体的转速, 且旋转导致的卫星信号非连续性使得定位和转速估计更加困难的问题,提出一种基于多天线结构的开环跟踪与差分卡尔曼滤波相结合的跟踪定位方法, 并利用相邻天线间的多普勒频率差值实现载体转速估计。同时,利用开环结构无反馈回路和快拍方式工作的特点实现对非连续信号的跟踪。差分卡尔曼滤波以相邻历元间差分值进行建模, 消除原始观测量中公共偏差, 实现跟踪信息的融合滤波和定位。最后,利用相邻天线间共视卫星的多普勒频率差值实现载体转速估计。基于模拟信号和实际信号的实验结果表明,所提算法能够实现对卫星信号的持续跟踪, 并且获得高精度的定位结果, 对转速的估计误差的标准差不超过1 rps。     

机载摄像机优化调整模型及其应用

成像变换涉及到不同的坐标系统之间的变换,各个坐标系统的相互关系是建立机载摄像机模型的基础。摄像机的调整首先要根据无人战斗机(UCAV)与目标的当前速度等因素预测下一次检测时各自的位置、UCAV的姿态等参数。可以通过分析小时间片内的变化情况,实现UCAV及机载摄像机的控制与调整。实验结果表明,本文的方法有较好的实时性,可以使目标始终位于视频图像的中心位置附近,对于目标中心点的预测及图像跟踪是有效的。     

Target tracking based on frequency spectrum amplitude

1 .INTRODUCTIONIn target tracking, attribute parameters can beused to i mprove the performance of data associa-tion. The probabilistic data association ( PDA)which employ the attribute enhance the capabilityof data association and i mprove the performancefor target tracking. The method of PDA is per-formedin the environment of high signal to noise(SNR) generally and the SNRis in excess of 10dB.But the SNRinthe actual environment is lowerthan 10 dB commonly . When SNRis below0 dB,…     

一种基于目标运动模型的可变固定延迟的平滑算法

近来，对于机动目标跟踪的问题已经提出很多平滑方法。其中相互作用多模型一概率数据关联固定延迟算法（IMMPDAS）对在杂波环境下跟踪机动目标提供了一个较为有效的解决方法。然而，在此标准的平滑算法中，对于每一种模型采用相同的延迟间隔。提出了一种新的基于IMMPDA状态扩展系统的算法。它的改进性在于针对每种模型的复杂性采取不同的平滑延迟步幅，从而计算量将会大大降低，并且使用将更加灵活。通过对一个高度机动目标的多传感器跟踪的仿真实例来进行验证。仿真结果表明提出的平滑算法精度上与原有的平滑算法相差无几，都比已有的IMMPDA算法在航迹估计精度上有了显著提高，但却有更小的计算量。     

基于混合航线结构的集装箱航线与空重箱运输综合优化模型

基于混合航线结构,构建双层规划模型,优化集装箱航线与空重箱运输方案. 基于遗传算法与线性规划优化算法开发改进的遗传算法求解模型. 模型以航线收益最大为目标,同时确定干线靠泊港、干线港靠泊顺序、支线港以及空重箱运输方案. 对某班轮公司亚欧航线的优化结果显示：若用4000TEU船型,需投入9艘船舶,航线的运营收益为每周19.56万美元;而若用10000TEU船型,需投入7艘船舶,航线运营收益为每周31.35万美元. 另外,对比两类船型的航线方案可以看出,随着使用船舶的大型化,轴辐式与环绕式航线成为航线主流结构,这与航运市场的实际情况相符.     

基于波导不变量的单水平阵被动测距技术

浅海低频声场具有稳定的干涉特性,水听器接收信号声强图中的干涉条纹包含了目标的运动和距离信息。在推导水平直线阵波束域信号声强表达式的基础上,提出一种可用于单水平直线阵的运动目标被动测距技术。该技术利用波导不变量理论并结合水平阵转向前后的波束域声强信息实现目标的被动测距。在使用Hough变换进行运动参数的估计之前,采用对比度拉伸变换和中值滤波的图像预处理方法,以提高低信噪比条件下参数估计的准确性和稳健性。理论分析和仿真研究结果表明,所提算法能够有效地对运动目标进行被动测距,对目标是否通过最近距离点没有限制,具有更广泛的适用性。     

基于DSC和MLP的欠驱动船舶自适应滑模轨迹跟踪控制

针对存在船舶动态不确定和外界干扰的欠驱动水面船舶轨迹跟踪控制问题,提出一种基于动态面控制(dynamic surface control,DSC)和最小学习参数法(minimal learning parameter,MLP)的自适应滑模控制方法。在控制律的设计过程中,为实现位置跟踪误差的收敛,利用反步法设计船舶前向速度和横漂速度的虚拟控制律镇定轨迹跟踪误差;引入DSC技术,用于消除反步法对虚拟控制求导引起的“微分爆炸”问题;另外,采用MLP技术,以单参数在线学习代替所有权值在线学习,减少控制器的计算量,避免出现“维数灾难”问题,并结合带有“σ-修正”的自适应律,防止参数漂移,易于工程的实现。稳定性分析证明了所设计控制律可以保证轨迹跟踪船舶闭环系统中轨迹跟踪误差信号一致最终有界,仿真结果验证了所设计控制器的有效性。     

基于时频差的高阶强跟踪UKF算法

针对传统无迹卡尔曼滤波(unscented Kalman filter, UKF)在系统状态发生突变时估计精度下降的问题,将改进的强跟踪滤波算法与基于高斯概率密度高阶导的无迹卡尔曼滤波算法(high order probability density derivative, HUKF)相结合,提出了高阶强跟踪无迹卡尔曼滤波方法(high order strong tracking UKF, HSUKF)。该算法采用高斯概率密度函数高阶导数的极值作为Sigma样点进行无迹转换,通过样本点捕捉更高阶的中心矩来提高非线性变换近似精度。将改进的强跟踪滤波算法引入到HUKF中,通过渐消因子修正预测新息协方差和预测互协方差矩阵,强迫新息正交,在不增加计算复杂度的前提下提高了算法在状态发生突变时的适应能力。将本文算法应用于时差频差的无源跟踪中,通过对目标状态发生突变的跟踪问题进行数值仿真和实例论证表明HSUKF算法兼具了计算复杂度低和估计精度高的特性,且在系统状态发生突变的情况下表现出良好的滤波性能。     

基于航速修正处理的单舰被动定位算法

提出一种基于航速修正处理的单舰被动定位算法，在修正增益推广卡尔曼滤波器的基础上，该算法把运动目标舰艇的航道约束当作输出为0的增加的观测数据加入到测量方程，约束的强度由约束条件的噪声方差确定。提出一种规避因子，用来约束目标状态方程中的航速，基本思想是根据当前估计的目标位置和航速，估计了一个针航行到陆地岛礁或即将航行到陆地岛礁时，用规避因子矩阵来修正航速的方向和大小，避免了出现目标航行到陆地岛礁的情况。计算机模拟结果表明，航速修正处理后不会出现穿越陆地岛礁的运动舰艇航透，同时还能提高对海上运动舰艇辐射源的被动定位精度。     

"船舶-双水舱"减摇系统设计及仿真

减摇水舱是一种广泛使用的船舶横摇减摇装置,由于船舶的空间非常宝贵,水舱体积不能太大.为了在船舶不同装载情况下达到满意的减摇效果,考虑安装两个固有频率不同的U型减摇水舱.针对这种情况,采用频率法结合实际船舶的布局条件,设计了双水舱减摇系统.对双水舱减摇系统和船舶原设计的单水舱的减摇效果进行了仿真对比,结果表明:在减摇性能上双水舱减摇系统优于单水舱,并且可以兼顾船舶的纵倾.     

基于标签随机有限集滤波器的多扩展目标跟踪算法

针对现有随机有限集(random finite set, RFS)扩展目标滤波器不能输出航迹的问题,提出了基于标签RFS滤波器的多扩展目标跟踪算法。该算法首先采用随机超曲面模型将目标建模为星-凸扩展形态,然后利用标签策略表征集合中的离散元素,结合基于延迟逻辑的多假设跟踪理论,采用N 次回扫策略对多帧量测进行平滑处理。仿真实验结果表明,该算法可以在目标跟踪过程中形成完整航迹并对目标扩展形态进行有效估计,特别是在低信噪比探测场景中,所提算法跟踪精度明显优于传统RFS滤波算法,进一步提高了滤波器的稳定性和有效性。     

不完全驱动船舶航迹控制输入输出线性化设计

针对船舶航迹保持控制系统模型中存在的非线性 ,建立了不完全驱动水面船舶直线航迹控制系统的非线性数学模型 ;基于输入输出线性化技术 ,采用重定义输出变量思想 ,提出了一种状态反馈控制律。该控制律克服了转首角速度不能为零及重定义输出变量中组成元素的收敛性不能保证的局限 ,使得偏航船舶能够渐近镇定于直线参考航迹 ,并以实习船为例 ,利用MatlabSimulink工具箱进行了计算机仿真研究 ,并对所提出的控制器进行了验证。结果表明 ,所提出的控制器具有比较理想的控制效果和良好的瞬态性能。