基于TMS320C6201DSP的实时弱小目标检测系统设计

为解决电视跟踪系统中弱小目标检测算法复杂性和系统实时性之间矛盾,设计了以TMS320C6201数字信号处理器(DSP)为核心处理器、基于现场可编程门阵列(FPGA)和PCI总线的实时目标检测处理平台。重点介绍了该平台的基本组成与工作原理。针对弱小运动目标的特点,采用了一种基于灰值形态学滤波和运动关联的检测方法来检验该平台性能。实测结果表明该平台满足电视跟踪系统的实时性要求。     

符号速率采样条件下的新型复合载波跟踪环

针对低信噪比和符号速率采样条件下的载波同步问题,提出了一种新型的复合载波跟踪环,同时也给出了一种较直观的环路参数确定方法。该载波同步环改进了原有的符号硬判决算法,并通过引入采样速率变换模块使得数字锁频环(frequency-locked loop, FLL)和数字锁相环(phase-locked loop, PLL)工作在不同采样速率条件下,来提高在低信噪比环境中载波频偏和相偏的估计精度。该参数确定方法是在z域中,直接根据闭环系统的稳定性和单位阶跃响应特性来选择最优的参数。仿真结果表明,该参数确定方法具有很好的可行性,且所提出的载波跟踪环在较低信噪比条件下能获得良好的同步性能。     

基于雷达/红外神经网络融合目标跟踪算法

提出—种基于雷达/红外传感器神经网络融合的机动目标跟踪算法，利用神经网络的非线性逼近能力，将神经网络与卡尔曼滤波器相结合构成一个非线性估计器，该算法可以对来自红外成像传感器的补充信息加以充分利用，进行机动检测，把计算负荷转移到神经网络，在改善跟踪性能的同时又保持跟踪滤波的计算结构尽可能简单。仿真结果表明所提出的跟踪滤波算法在跟踪应用上优于—般的非线性估计算法，它最明显的优点就是减少了数字计算上的复杂性，提高了跟踪算法的快速性。     

基于雷达与图像信息融合的目标跟踪仿真研究

提出了同平台上一种基于雷达与图像信息融合的目标跟踪系统结构和相应算法。该结构引入“反馈加引导”的思想,即在将系统融合状态反馈给局部传感器作为跟踪初始状态的基础上,利用距离信息引导图像传感器捕获目标,利用角度信息引导雷达跟踪目标,真正做到了两种不同传感器的优势互补。仿真结果证明该系统具有良好的跟踪性能。     

基于DSP的实时电视跟踪系统设计与研究

基于数字信号处理器 ( ADSP2 1 0 2 0 ) ,建立了一种主从式实时电视跟踪系统。分析了系统工作原理、构成及主控计算机与 ADSP2 1 0 2 0处理从机之间的控制关系 ,研究了快速中值滤波预处理方法、目标搜索和跟踪过程中波门的设定准则。采用矩持阈值分割方法提取目标 ,采用质心跟踪算法及基于线性微分拟合的记忆外推跟踪技术跟踪目标。     

实时电视跟踪系统

在视频下利用模式识别对目标进行识别和跟踪是一个值得注意的课题,过去多采用简单的门限法或在有限窗口内进行相关运算。这里介绍一种新的系统,它利用高速数字硬件配以新的快速算法来对火箭、飞机进行识别与跟踪,该系统具有一定程度的“智能”能力。自适应统计群集(clustering)算法和基于投影的分类算法能使系统在目标通过复杂的背景与前景的情况下,对目标进行实时识别和跟踪。为了提高速度和灵敏度,采用快速估值和预测算法将线性和平方估算器结合起来。通过对加权值的选定提供数据和结果决策方面的置信权。跟踪策略是基于维持跟踪最大概率制定的。本文着重介绍系统的理论概念,并对实时实现的技术问题进行了讨论。     

降低角跟踪误差的雷达系统

发明的背景 这项发明是介绍一种跟踪雷达系统,这种雷达能够降低在跟踪近距离或大面积目标时所产生的误差,这种误差是由所谓角噪声(也称角闪烁、角起伏或目标角闪烁)这类跟踪噪声所引起的。 在跟踪某一目标的雷达中,由于该目标本身的特征不同,能够产生若干种测量误差。角闪烁是目标反射中心相对实际中心的漂移,在雷达显示器上,这种漂移表现为目     

一种基于GPU的复杂目标电磁散射快速算法

采用图形电磁计算方法计算复杂目标电磁散射特性时,因采用局部光照模型,在多次散射情况下有较大的误差。在研究光线跟踪算法原理和电磁散射物理光学理论的基础上,提出了复杂目标电磁散射计算的光线跟踪算法,并利用图形处理器(GPU)实现了该算法的硬件加速。计算结果表明,算法在提高计算精度的同时达到了与图形电磁计算方法相当的实时性,具有很好的工程应用价值。     

利用频域和空域信息的单站无源定位跟踪算法

单站无源定位跟踪技术具有隐蔽性强、设备简单、系统相对独立等优点。定位收敛速度和稳定度是该技术实际应用的关键,通过研究利用频域和空域测量信息对运动辐射源的单站无源定位跟踪技术,分别提出了两种定位跟踪算法。为比较算法性能,推导了该定位跟踪问题的克拉美 罗下限,并利用计算机仿真给出了不同算法的跟踪误差几何分布(GDTE)。仿真结果证明了两种算法都具有很好的实用性。     

增强现实中一种新的基于标志物的跟踪方法

通过在标志物引入代码区及直观的图像信息,.设计了一种新的标志物系统,该标志物系统与ARtoolkit等系统相比具有更加形象、识别更加准确的特点;针对标志物设计的特点,提出了一种新的跟踪算法,该算法采用基于角点和纹理的混合跟踪方式,解决了标志物在快速运动或被部分遮挡等情况下的跟踪问题.实验结果表明该标志物系统及其跟踪算法是稳定有效的.     

雷达/红外双模制导背景下的模糊目标跟踪器

在雷达／红外双模制导背景下，对雷达／红外传感器的测量数据进行融合并提出了一种跟踪机动目标的模糊跟踪器。该跟踪器能够精确的获取目标机动的动态信息，应用一系列的模糊规则自适应的调整卡尔曼滤波器的过程噪声协方差矩阵，从而更适合用于实际的跟踪系统。通过对红外成像和雷达多传感器对目标跟踪系统的数字仿真表明所提出的模糊跟踪器性能良好。     

基于信号注入仿真的红外成像导引算法评估系统

在红外成像导引算法性能评估中,信号注入式仿真不用将真实导引头引入闭合回路。计算机成像系统模拟战场环境,产生包含目标、背景和干扰的红外图像源,通过视频输出接口注入到图像处理器,图像处理器按照成像导引头的工作方式,对目标进行捕获跟踪。以反舰导弹为仿真对象,介绍了系统的构成,阐述了以提取天水线为准则的图像分割算法和模糊综合评判目标识别算法,分析了形心和相关两种跟踪算法的适用场合和工作过程,最后给出了评估准则。     

用于人机交互的交流式电磁跟踪系统的研究

虚拟现实系统和计算机仿真系统中广泛采用电磁跟踪系统测量用户的头部或手部的位置和姿态来实现人机交互。本文分析了目前已有的直流式电磁跟踪系统的不足，提出了一种采用交流信号作激励源的交流式电磁跟踪系统，研究了该系统的结构，推导了用于提取传感器接收信号的递推数字互相关算法，讨论了算法参数与算法性能的关系。仿真实验证明了算法的有效性及理论分析的正确性。本文的研究成果为实际的交流式电磁跟踪系统的设计提供了理论依据。     

基于多传感器数据融合的机动目标跟踪自适应学习方法

考虑到传感器对目标的观测都存在有偏差，同时针对雷达系统检测中存在漏检的现象，提出了一种适用于处理传感器漏检现象的多传感器融合方法。并以雷达／红外成像复合的双模制导体系下红外和雷达两种传感器对目标状态的检测和跟踪为例，给出一个完整的多传感器数据融合和目标跟踪自适应方法。该方法简单易行，鲁棒性强，通过对红外成像和雷达系统的数据融合和目标跟踪的数字仿真，表明该方法有效。另外，该方法同样适用于多于两个多传感器系统。     

基于数字对消的跟踪干扰抑制方法

抗跟踪干扰已逐渐成为跳频通信中的研究热点和难点。针对跳频通信抗跟踪干扰难以实现的问题,采用数字对消方法实现跟踪干扰抑制。首先,基于跟踪干扰信号特点及战术背景,提出跟踪干扰信号估计方法,完成数字对消中参考信号的提取;然后,将干扰信号与混合信号进行对消完成干扰抑制;最后,基于现场可编程门阵列(field programmable gate array, FPGA)开发板,搭建了半实物仿真实验平台。实验结果表明,所提方法能够有效抑制跟踪干扰。对于不同的干扰频点,信干比(signal to interference ratio, SIR)提升不同,干扰抑制效果受干扰信号强度的影响。当干扰信号方差σ_w²在0.75~1.5时, SIR提升的平均值能达到10 dB,当σ_w²=0.25或2时,则小于8 dB。     

一种基于小波变换的机动目标跟踪算法研究

小波变换是去噪的有力工具 ,它可以将由各种不同频率成分组成的信号分解到不同的频率区间上 ,有效地用于滤波。研究了一种基于多尺度分解的机动目标跟踪算法 ,该算法利用小波中的经典算法———Mallat算法对单一分辨率的测量数据进行多尺度分解 ,将分解得到的多分辨率测量数据用于目标状态更新。该算法是一种准实时最佳滤波算法。仿真结果表明 ,该算法具有良好的跟踪性能 ,且运算量不大。     

利用方向角信息辅助雷达目标跟踪

传统雷达仅能提供目标的方位和距离量测,由于可利用的信息相对较少,跟踪精度很难进一步提高。利用现代雷达的高分辨探测能力,提出了一种基于距离像识别信息辅助目标跟踪的模型,并结合求根不敏卡尔曼滤波技术得到了一种高性能跟踪算法。该算法根据距离像识别结果得到目标方向角的测量,进而通过增加观测量的维数来提高目标的跟踪能力。不同条件下的仿真结果表明,利用方向角信息辅助的跟踪算法收敛速度快,跟踪精度高,且复杂度与传统算法相当。     

基于粒子滤波与层级形状描述的红外目标跟踪

提出了一种基于粒子滤波和层级形状描述的红外目标跟踪新方法。在粒子滤波理论框架下,观测概率模型的建立是影响红外目标跟踪性能的重要因素,而红外目标描述是建立观测概率模型的基础。针对红外成像特性,以梯度直方图和空域金字塔技术为基础,建立层级梯度直方图,实现红外目标的层级形状描述。通过计算参考目标的层级梯度直方图与目标样本的层级梯度直方图之间的Bhattacharyya距离,建立观测概率模型。两种不同场景特性的红外目标跟踪实验和对比实验分析都表明该方法是有效的、稳健的。     

多分布类型杂波背景下恒虚警处理器性能分析

针对恒虚警(CFAR)处理器在多分布类型杂波中的应用背景,分析了杂波分布检验恒虚警(CT-CFAR)处理器的检测性能。该处理器在CFAR处理前首先进行杂波分布检验,因而较瑞利(Rayleigh)分布假设杂波背景下的CFAR(Rayleigh-CFAR)处理器取得了较小的CFAR损失。通过与Rayleigh-CFAR处理器以及利用杂波分布先验信息的CFAR(D-CFAR)处理器性能比较,揭示了三种CFAR处理器之间的内在联系。仿真结果表明,在信杂比较低时,CT-CFAR较常规的Rayleigh-CFAR取得了较大的性能改善。     

基于SOPC的深空目标实时跟踪系统

提出一种用可编程片上系统技术实现深空目标检测跟踪系统的方法,该系统采用单片FPGA构建双核系统,其中一个CPU进行检测跟踪,另一个CPU进行通信控制,将软硬件设计有机融为一体。根据不同算法对数据精度要求的不同,将浮点运算和定点运算结合在一起,并使用定制指令、自定义逻辑和C2H等硬件加速技术,减少了处理时间。实测结果表明,该系统可对深空红外目标进行实时检测跟踪。