红外成像制导空间飞行器系统仿真技术研究

本文简述了红外成像导引头工作原理并进行了仿真原理分析，指出直接发射式生成器辐射参数变化范围主要取决于微元的温度变化范围，而调制式系统辐射参数变化范围一方面取决于光源的性能，另一方面取决于调制系统的透过率。本文还说明了高分辨率、高帧频、温度动态范围大的红外场景实现是红外成像制导仿真的关键。文章论述了红外成像制导半实物仿真系统的组成与各分系统功能，并对其中主要的技术指标进行了论证。文章还论述了在工程中可行实现的光学子系统的原理结构，对不同的图像生成器件的应用前景做了评估。     

面向对象的舰船红外特征实时动态仿真

讨论了面向对象的舰船红外特征实时动态仿真。基于UML，并通过采用面向对象的技术编制了舰船红外特征模拟软件，开发和维护的效率都比较高，并可模拟舰船在不同时刻、地理位置、航速、航向、风速等情况下的表面瞬时温度和红外特征，模拟的舰船表面瞬时温度随时间的变化与实测结果基本一致，能满足实时动态仿真的需要。     

光线跟踪方法实现红外视景成像仿真系统

简要介绍了红外场景仿真工作中所设计和开发的,用于固定几何形状场景的红外成像仿真系统的基本结构,各个模块的基本功能以及它们之间的相互关系。针对红外成像仿真中与可见光成像的不同的地方作了详细的介绍和分析,展示了仿真的结果并分析了红外成像仿真在红外图像分析和算法研究上所能起到的重要作用。将传统的光线跟踪方法应用到红外成像仿真中,针对红外成像的特性,实现了相应的红外成像渲染器。从渲染结果上看,光线跟踪方法是生成强真实感的红外图像,实现红外成像仿真的一种有效方法。     

基于双边与高斯滤波混合分解的图像融合方法

针对红外与可见光图像融合时,两种异质图像信息容易相互干扰,造成融合图像出现模糊、信息混乱和对比度降低等问题,提出了一种基于双边与高斯滤波混合分解的融合方法。首先采用双边和高斯滤波器对输入的红外与可见光图像进行混合信息分解,得到小尺度纹理细节、大尺度边缘和底层粗略尺度图像信息;其中的大尺度边缘信息包含红外图像的主要特征,依据该特征确定各分解子信息的融合权重,从而将重要的红外特征信息注入到可见光图像;最后通过对各融合子信息进行组合重构出融合图像。实验结果表明,该算法融合效果要优于传统基于多尺度分解的图像融合算法。     

红外成象自寻的导弹半实物仿真系统数学模型

在红外成象自寻的导弹半实物仿真系统精度分配中 ,各仿真设备对整个系统的仿真精度灵敏度难以计算。本文建立红外成象自寻的导弹半实物仿真系统数学模型 ,利用数学仿真实验和统计拟合成功地解决了这一难题 ;根据动力学基本定理、图象处理算法和国家仿真设备的规范标准建立了导弹、弹体三轴转台、目标二轴模拟转台、过载模拟器和红外成象系统的数学模型。所建模型 ,不进行刚体运动模型的线性化 ,充分考虑了转台各轴之间的耦合作用和红外成象技术的影响 ,更精确、更全面地反映了仿真系统的实际运行特性 ,并具有较强的通用性     

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。     

基于手机大数据的城市建筑物人口时空估算

随着城市化过程的加快,掌握精细尺度上的人口分布对城市灾害评估、应急响应管理和公共资源配置具有重要意义。智能手机普及和互联网快速发展促使手机成为人类活动的传感器。提出一种基于手机大数据的城市建筑物人口估算方法,该方法基于典型区域的手机定位大数据分析了不同功能建筑物人群活动规律,计算不同使用功能建筑物的人口容纳能力,建立城市建筑物人口时空分布模型。实验结果表明,该方法基本实现了城市建筑物尺度上人口的时空分布。     

机载雷达、红外、电子支援措施协同跟踪与管理

针对辐射限制下的目标跟踪问题,提出了一种机载雷达、红外传感器(infrared search and track, IRST)、电子支援措施(electronic support measure, ESM)协同跟踪与管理的方法。针对雷达、红外、ESM量测时间不一致的特点,采用顺序处理结构的多传感器集中式融合方式对目标进行跟踪,利用跟踪过程中的预测协方差与预定门限进行比较控制雷达辐射,并分析了红外、ESM不同间歇时间、不同控制门限与雷达辐射时间的相对关系。研究结论有助于提高作战飞机的抗侦察和抗干扰能力,从而提升整体的生存能力。     

基于特征线段分析的建筑物面识别方法

将建筑物划分为单个的建筑物面进行处理可以有效降低街景图像理解的复杂度. 因此, 文中提出一种基于建筑物特征线段累积的动态规划方法用于检测街景图像中各个建筑物面的信息. 该方法结合系统工程分析问题的方法, 根据图像建筑物区域直线特征丰富的特点, 分析不同朝向类型的建筑物面中水平直线段透视投影后的变化, 建立相应的特征累积数学模型量化建筑物区域蕴含的直线段特征, 并给出相应的算法优化平滑特征线段累积结果, 最后证明了根据特征线段累积结果识别建筑物面的过程符合动态规划最优性原理, 通过动态规划的方法求解识别目标区域内所包含的各类建筑物面. 实验证明, 该文的方法可以准确的识别街景图像中各类建筑物面, 而且算法复杂度更低, 处理速度更快.     

基于多域网络的红外目标跟踪算法

随着红外探测器性能的不断提升, 红外目标跟踪在智能安防等领域的应用越来越广泛。然而红外图像分辨率较低, 依赖其进行目标跟踪仍然是一个制约相关应用发展的难题。针对红外图像分辨率低的特点, 以多域网络为模型算法框架, 结合目标运动过程中的尺寸变化特点, 提出了一种基于多域网络的红外目标跟踪算法。为了评估算法性能, 分别在VOT-TIR2016数据库和AMCOM红外数据上进行了实验。实验结果表明, 目标尺度预测机制能够显著提高算法的跟踪精度。     

基于红外物理与传热学的目标红外成像模型

现有计算机图形学的光照模型,都是对可见光的光照效果的描述,由于它们没能反映物体的红外特性,因而不能为目标的红外仿真提供显示模型。本文从红外物理及传热学的基本理论出发,提出目标的红外成像仿真模型。该模型成功地模拟了由内热源引起的目标的红外特征。从实验结果看,模型的红外仿真效果较理想。     

高速运动物体的计算机红外成像仿真

高速运动学物体的计算机红外成像仿真在国防、军事、遥感探测等许多领域有着广泛的应用价值。本文从红外物理学、流体力学、空气动力学以及传热学的基本理论出发,通过分析高速运动物体表面与流体之间的传热过程以及其它影响春红外成像的因素,提出了一个精确地反映气动加热作用机理的、简化的高速运动物体的计算机红外成像仿真模型。从实验结果看,该模型的红外仿真效果较理想。     

基于LBM的城市建筑群系统洪水灾害模拟

极端气候变化背景下,东南沿海地区遭受的潜在洪水灾害风险不容忽视。基于格子玻尔兹曼计算流体力学方法,针对沿海城市建筑群系统开展了海啸冲击情景下内涝过程三维仿真研究,对理想建筑群洪水冲击实验开展了数值模拟方法可靠性和准确性验证。研究结果表明：沿河道、海岸线布置的建筑群的遮掩效应明显,城市内部建筑群受洪水的影响较小;建筑的布置方向和间距分布对洪水路径影响明显。开展的大尺度洪水情景下城市建筑群小尺度模拟分析方法,解决了二维模型不能计算复杂流场、地形、湍流等问题,克服了建筑群三维网格划分困难,为当前基于城市信息模型的洪水灾害应急管理和城市建筑规划提供技术参考。     

高层建筑风振反应的T-S模糊控制

研究了高层建筑在顺风向脉动风荷载激励下T—S模糊控制问题。受控结构为拟建于澳大利亚Melboume的一幢钢筋混凝土结构办公楼，高306米，总共76层，控制设备为安装于结构最顶层的主动调谐质量阻尼器，主动控制力由T—S型模糊控制器求得。选取LQG控制的仿真结果为T—S模糊控制器的学习样本，采用减法聚类法和混合学习算法对T—S模型进行结构与参数辨识，通过改变结构刚度束检验模糊控制器的鲁棒性。仿真结果表明：T—S模糊控制器鲁棒性好，控制效果能够满足高层建筑风振舒适度的要求；与Mamdani型控制器相比，在线计算时间短，无计算时滞问题。     

运用目标回波来识别目标的探讨

本文根据雷达目标脉冲响应的极点不随视角而变的特点,选用目标的固有极点作为目标识别的特征。对于目标回波的极点提取,介绍了时域的Prony法,推导了抵消脉冲法,评价了它们的优缺点。总结以上两种方法,提出了选用上两法的P次多项式的系数为特征的特征参数法,井把性能优良的Burg算法运用于特征参数法中。最后,对这三种方法进行了计算机模拟识别的比较。     

基于支持向量机方法的轨道交通乘客旅行时间短时预测方法研究

目前,北京市已建成总长456km的轨道交通网络,41个换乘枢纽,已基本形成网络化运营,轨道交通在北京公共交通系统乃至城市交通系统中发挥越来越大的骨干作用. 同时,由于北京城市空间调整,城市交通出行活动中心有随城区扩展外移之势,轨道交通出行旅行时间越来越受到关注. 因此,本文研究基于历史数据的轨道交通乘客旅行时间预测方法,引入支持向量机回归模型,并针对预测算法中模型参数的选择问题,提出基于遗传算法的预测模型参数寻优算法,用以提高预测精度. 最后选取实际轨道交通运营线路的动态信息进行计算,预测结果误差小于10%,获得了较高的精度. 生成的旅行时间预测信息,通过乘客信息系统的发布,能够有效减少旅客换乘走行与等待时间,均衡网络客流分布,提高轨道交通网络运营效率.     

基于卷积神经网络的小型建筑物检测算法

针对基于传统卷积神经网络的建筑物目标检测算法对于小型建筑物检测准确率低的问题, 提出一种基于Mask-区域卷积神经网络(Mask-region convoluional neural networks, Mask-RCNN)模型的小目标检测算法模型。该模型对Mask-RCNN模型中的特征提取网络进行了改进, 设计了一种带有注意力机制的多尺度组卷积神经网络, 有效解决了小目标有用特征较少且易被背景特征和噪声干扰的问题。航拍图像实验结果表明, 改进的检测模型使小型建筑物目标检测准确率较原始Mask-RCNN模型提升了28.9%, 达到了0.663。并且整体检测准确率达到了0.843, 有效提升了航拍建筑物检测准确性。     

基于能量特征匹配的在线手写签名验证算法研究

侧重签名能量特征提取方法的研究,提出了一种基于小波分析的在线手写汉字签名验证算法。基于Daubechies小波的方法对签名波形进行分解,重构部分波形后,提取签名波形在跳变点处的能量,并对跳变点处签名能量进行大小排序,选出M个较大能量作为特征矢量,并提出了一种新的匹配算法。算法能快速消除随机伪造签名,实现自动签名验证的目的。实验表明,对于随机伪造签名,当误拒率为0%时,误纳率为8.5%。     

我国普通高校校舍建设规模的实证研究

基于结构向量修正误差模型(SVECM)的理论基础,首次建立了我国普通高校校舍建设面积与在校师生人数的结构协整关系模型,找到了我国普通高校校舍建设面积与在校师生人数的协整关系。研究结果表明,1997～2009年我国普通高校在校生人数扩招速度明显高于校舍建设速度和教职工人数增长速度,在校生人数增长速度是校舍建设速度的2倍,是教职工人数增长速度的5倍。基于此结果,引入高校贷款因素,建立了高校校舍面积增速评价模型,得到了不同类型的高校的最佳校舍建设面积增速,为我国高校校舍建设提供了理论依据。