一种新的双模应答机全数字中频接收机设计

讨论了一种新的USB和TDRSS系统兼容型双模应答机中频数字接收机的工作原理和处理算法,并对该系统的实现进行了可行性分析。在此基础上,提出了一种简单实用的模式控制策略。最后采用FPGA DSP方案实现了该系统。由于采用中频全数字化,使得本系统通用性强、灵活性高,可以实现硬件资源共享。测试结果完全满足指标要求,验证了算法的有效性和正确性。     

基于DSP与FPGA的实时数字信号处理系统设计

针对测速雷达实时数字信号处理系统的设计问题,提出了一种基于DSP与FPGA的设计新方法。实时信号处理系统中,低层的信号处理算法处理速度要求高,但运算结构相对简单,适用于FPGA进行硬件实现。而高层处理算法控制结构复杂,通信机制强大,适用于DSP软件编程处理。首先简单介绍了该系统所使用DSP的特点,然后对系统的硬件结构及其软件处理进行了详细说明,最后通过实验结果验证了设计新方法的有效性。     

实现定点DSP汇编层反正切函数的差分进化算法

基于差分进化算法,提出一种在定点DSP汇编层快速实现高精度反正切函数的方法,并对该方法在确定精度范围内的正确性和实时性进行了测试。与传统方法相比,差分进化算法求得的逼近多项式精度高、阶数小,设计出的反正切函数实时性远优于C库函数。同时差分进化算法还可以用于其它非线性数学函数在实时环境中的高效实现。     

一种高实时性粒子滤波重采样算法

重采样是解决粒子滤波退化问题的主要方法,传统的重采样算法,如系统重采样、残差重采样,以及Bolic等提出的"残差系统重采样"算法,均存在运算时间较长、占用存储空间较大等问题.而时效性是制约粒子滤波方法实用性的瓶颈.对粒子滤波的基本原理进行了论述;提出了一种高实时性粒子滤波重采样算法--"简单重采样算法",通过仿真实验与分析,该算法在状态估计精度上与其它重采样算法相当,但却具有计算量小、速度快、实时性强等优点,适于硬件实现.     

虚拟场景中自然景物的真实感与实时性的研究

从真实感与实时性两个方面着手，深入研究了虚拟场景中云彩、树木等自然景物的建模及其生成算法。提出了一种基于迭代函数系统ＩＦＳ与颜色溶合的云彩模型及实时生成算法。还采用分枝与高度抽象外形的方法，对树木构造了模型，并提出了实时生成算法。目前，上述两种模型及其算法已采用ＶＣ＋＋语言与ＯｐｅｎＧＬ库函数编程，在Ｉｎｔｅｌ３００微机平台上得以实现，其实时性和真实感效果均较好。     

舰船红外成像目标实时识别与跟踪系统研究

同时考虑硬件设计、算法研究、软件实现三个方面,成功高效地设计了一个舰船红外成像目标实时识别与跟踪系统。硬件上采用主从式结构,主机为控制计算机,从机为TMS320C6201芯片及其外围电路构成的图像处理系统。算法研究尽量实用化,提出了一种新的目标识别和跟踪算法。软件实现时,基于硬件和软件采取了许多优化措施。该系统已成功应用于光电干扰效果评定实验中。     

图像序列弱小目标能量积累检测研究

低信噪比运动小目标实时检测是成像探测应用中的难题.在分析目标检测不同层次处理方法的基础上,针对计算量最大的目标能量积累检测层次提出一种采用指数衰减和方向加权动态规划能量积累检测算法.该算法解决了常规能量积累检测算法实时性差、检测概率低的问题.算法简洁,易于硬件实现,实时性好.给出了算法的实验结果和结论.     

C54X DSP 的HPI口与PC机并口的接口技术

介绍了TITMS320C5402DSP的主机接口(HPI)和PC机并行端口(parallelport)的硬件原理及操作时序,提出了通过DSP的HPI口与PC机并口进行连接通讯的设计方案。该方案充分利用了DSP的HPI接口功能,实现了PC机实时读写DSP任意片内存储器单元的数据。由HPI口的硬件特性自动协调读写访问冲突,实现了零软硬件开销访问DSP,同时在高级语言下完成了对DSP应用系统的在线监控,解决了DSP系统在线监控不便实现的困难。     

一种微光电视图像预处理方法的硬件实现

介绍了一套微光电视图像的预处理系统。本系统采用了噪声抑制 ,图像局部和全局增强的算法 ,并以流水线结构和并行处理结构实现 ,充分利用了大规模可编程器件和DSP芯片的资源 ,解决了一般视频信号处理计算量大、难以达到实时性要求的问题。该系统在现场试验中 ,取得了非常好的效果 ,图像质量明显改善     

一种新的红外系统距离估计算法研究

针对机动飞行的空中点目标,利用测量目标红外辐照度变化的测距原理,建立了具有Markov跳变参数的红外系统距离估计模型,基于结构随机跳变系统最优滤波理论,提出了一种新的红外系统距离估计算法.考虑算法的实时性,推导了两种简化算法.该方法的优点在于不需要限制目标的运动方式.仿真结果表明三种算法都能准确的估计红外系统距离,简化算法具有很高的实时性,易于工程实现.     

合成孔径雷达实时距离徙动校正算法研究

对于合成孔径雷达(synthetic aperture radar,SAR)信号处理,特别是SAR实时信号处理,徙动校正算法是非常关键的一个步骤。一方面,徙动校正处理算法的性能直接影响最终的成像质量;另一方面徙动校正处理的运算量也关系着整个处理系统的设备量、实时性。给出了目前几种常用的SAR处理算法中距离徙动校正的方法,结合计算机仿真方法,分析了在实时处理环境下各方法的误差性能与运算量,并最终得到结论:对于实时处理,多项式插值方法是较好的选择。     

无源毫米波实时成像PNL超分辨算法

投影Landweber (projected Landweber, PL)算法具有良好的频谱外推能力,能够应用于低信噪比降晰图像,是一种适合无源毫米波成像的超分辨算法。但其缺点是收敛速度缓慢,运算量不稳定,难以满足实时性要求。针对实时性问题,提出一种投影Newton Landweber (projected Newton Landweber, PNL)超分辨算法,首先使用Newton求逆法得到粗恢复图像,然后运用PL算法对图像做精细恢复。实验结果表明,该算法显著提高了收敛速度,图像恢复质量接近PL算法的性能。     

基于并行单星约束的导航抗干扰研究

在全球定位系统中使用空时自适应处理算法可以增强接收机的抗干扰性能,为防止算法对卫星信号的衰减,可通过约束条件对卫星信号进行保护,传统的单星约束可以保证每颗卫星输出信噪比最大,但运算量很大。虽然多星约束可以使所有卫星的综合输出性能最优,且减少了运算量,但无法保证单颗卫星的输出信噪比性能。对空时自适应处理算法进行了合理简化,提出了并行单星约束算法,与多星约束相比,所提算法不仅运算量更小,还可保证每颗卫星输出信噪比最大。仿真结果表明,所提算法在对干扰信号进行抑制的同时,有效地实现了对多颗卫星信号的保护。     

MUSIC空间谱估计并行运算算法

针对多重信号分类(multiple signal classification, MUSIC)算法计算量大不适于实时处理的问题,提出了一种并行处理方案。首先,根据协方差矩阵的Hermite特性简化其构造过程;再通过实值化预处理,将后续运算转换到实数域,通过Householder变换将协方差矩阵简化为三对角矩阵,对三对角矩阵进行QR分解得到特征值和特征向量用于谱峰搜索|最后,各个阶段都适于采用多处理器并行处理。通过理论分析和仿真,验证了该方法在对MUSIC算法性能影响不大的前提下能大大减小运算量,提高算法处理速度,为MUSIC算法的高效化实现提供了一定的理论基础。     

基于GPU的相位干涉仪FX鉴相算法

针对相位干涉仪测向系统对于大量高速实时信号的处理需求, 设计了基于图形处理单元(graphic processing unit, GPU)的频域互相关(简称为FX)鉴相算法, 完成了相应的并行程序设计, 进行了实时数据的测试验证。为充分发挥GPU强大的浮点运算能力和并行数据处理能力, 将涉及大量并行高速数据计算的核心鉴相算法加载在GPU中, 实现了高速并行数据的相关处理和相位提取; 利用中央处理器(central processing unit, CPU)完成了数据调度、分发和简单的数据处理功能。实验测试结果表明, 在较好地保证鉴相精度的条件下, 本文设计的基于GPU的鉴相算法, 其数据处理速度是基于CPU平台的140倍左右, 鉴相速度明显提升, 较为圆满地实现了实时性、可靠性和准确性的设计初衷。     

基于新最速下降法的目标跟踪算法

雷达目标跟踪滤波算法是雷达信号处理的重要组成部分, 在空防预警、战场监视、导弹制导等领域起着重要的作用。本文提出了基于一种新最速下降法的目标跟踪算法。首先建立一种基于改进多项式拟合模型的运动描述模型, 接着用一种新最速下降法来求解运动模型的最优参数, 通过实时的最优运动模型对运动目标航迹进行预测跟踪, 并采用正则化思想去除噪声影响。将本文算法与目前常用的交互多模型跟踪滤波算法进行对比, 仿真结果表明在目标机动和非机动的情况下, 本文算法的精度更高、计算量更小、实时性更好。     

星载雷达弱目标长时间积累算法研究

空间弱目标的远距离探测与跟踪是星载雷达目标探测的关键技术之一,受星上计算机实时计算能力和存储能力的限制,空间远距离、弱目标的长时间直接全相干积累难以实现。在已有的分段处理方法基础上,提出了一种段内相干-段间二次相干积累的长时间积累算法,该算法对存储要求低,且具有很好的积累效果,非常适合实时处理和时间重叠处理。给出了算法的实现步骤和积累效率分析,与全相干处理相比该算法的额外信噪比损失仅为-2.4 dB。仿真结果验证了理论分析的结果和算法的有效性。     

基于强化学习的改进三维A*算法在线航迹规划

针对飞行器在线航迹规划对算法实时性与结果最优性要求高的问题,基于强化学习方法改进三维A^*算法。首先,引入收缩因子改进代价函数的启发信息加权方法提升算法时间性能;其次,建立算法实时性与结果最优性的性能变化度量模型,结合深度确定性策略梯度方法设计动作-状态与奖励函数,对收缩因子进行优化训练;最后,在多场景下对改进后的三维A^*算法进行仿真验证。仿真结果表明,改进算法能够在保证航迹结果最优性的同时有效提升算法时间性能。     

Direction-of-arrival estimation based on direct data domain （D3） method

A direction-of-arrival (DOA) estimation algorithm based on direct data domain (D3) approach is presented. This method can accuracy estimate DOA using one snapshot modified data, called the temporal and spatial two-dimensional vector reconstruction (TSR) method. The key idea is to apply the D3 approach which can extract the signal of given frequency but null out other frequency signals in temporal domain. Then the spatial vector reconstruction processing is used to estimate the angle of the spatial coherent signal source based on extract signal data. Compared with the common temporal and spatial processing approach, the TSR method has a lower computational load, higher real-time performance, robustness and angular accuracy of DOA. The proposed algorithm can be directly applied to the phased array radar of coherent pulses. Simulation results demonstrate the performance of the proposed technique.