基于动态规划的多目标GMTI TBD技术研究*

针对多目标跟踪出现的邻近目标难分辨及计算量大的问题,目前大多数检测跟踪算法在算法性能和计算复杂度之间权衡,不能同时兼顾这两项指标。本文提出了一种基于动态规划的多目标(GMTI-TBD)方法,该算法根据雷达实际检测目标时出现的距离向和方位向展宽,限定目标能量扩展区域,得到新的值函数;在此基础上,通过对目标状态的预测去除多目标的相互干扰。另一方面,利用单次动态规划估计目标所在区域,使轨迹搜索范围大大减小,有效解决了多目标带来的高维计算量问题。仿真结果表明本文算法在检测跟踪性能上优于经典的多目标DP-TBD算法,同时所需计算时间较少。     

基于改进李群结构的特征协方差目标跟踪

最近的研究发现,在对称正定流形上可构造一种改进的李群结构,并赋予具有双不变度量性质的对数-欧几里得黎曼度量,所得到的距离公式和黎曼均值均呈现简单形式.据此,利用目标的综合特征构建区域协方差阵为目标建模,提出一种基于改进李群结构的特征协方差目标跟踪方法.实验表明,这种跟踪方法实用有效,在相同的条件下,因为算法的计算量的减少,跟踪性能略优于基于仿射黎曼度量的协方差目标跟踪.     

无线传感器网络的分布式目标跟踪研究

针对无线传感器网络节点计算能力和能量受限问题,提出一种分布式并行扩展卡尔曼粒子滤波算法.在网络动态分簇模型上,簇头将粒子集划分为多个子集,并分配到簇内各个传感器节点中并行运行,最后在簇头进行信息融合,得到目标状态估计.算法提高了粒子滤波效率,避免单个节点能量过度消耗,均衡了网络能耗.同时,算法利用扩展卡尔曼滤波器来产生粒子滤波的重要性密度函数,使得重要性密度函数抽样样本更加接近后验概率密度产生的样本.仿真结果表明,算法对运动目标能实现较好的预测和跟踪,跟踪精度高,并能有效平衡网络能耗.实验结果说明了提出算法的有效性和可行性.     

多模型不敏高斯混合概率假设密度滤波方法

基于机场目标跟踪的实际问题,提出一种多模型不敏高斯混合概率假设密度滤波算法.首先,为减小计算量,将扩展目标建模成带有扩展信息的点目标,采用标准不敏高斯混合概率假设密度滤波器.其次,对可能的运动形式,设置多模型下统一的状态矢量和状态转移矩阵.然后,利用不敏变换进行非线性滤波.实测数据处理结果验证了所提算法的有效性,对未来概率假设密度滤波器用于实际雷达有重大意义.     

复杂环境下智能汽车自动驾驶系统研究

为了提高智汽车的驾驶安全性,研究了智能汽车自动驾驶系统,包括路径规划和跟踪两个方面。对于路径规划,在传统RRT算法基础上,将路径转角引入度量函数中,实现了对距离和平滑性的综合度量;将目标偏向策略和相向扩展策略引入到扩展方法中,将随机扩展改进为启发扩展,从而提出了CE-RRT算法,经仿真验证,CE-RRT算法不仅提高了路径规划成功率,而且缩短了规划时间。对于路径跟踪,建立了车辆路径跟踪的线性时变误差模型,设计了线性时变模型预测控制器,通过仿真验证,控制器可以实现对直线路径的完全跟踪,对圆形路径也有很高的跟踪精度。     

多模式融合的目标跟踪算法

为了解决目标跟踪中运动模型复杂,运动场景多变的情况,提出了一种多模式融合的目标跟踪算法.该算法选取目前广泛应用的mean-shift和粒子滤波算法分别跟踪目标,得到当前目标位置的候选值,并采用加权合成参考函数建立参考模板.然后,以侯选目标位置差异和参考模板为标准,确定目标的正确位置.最后,根据当前帧目标模板和参考模板的距离来决定是否更新模板.实验仿真结果表明,与单一的目标跟踪算法相比,本文算法的平均跟踪误差减小了一倍以上.假如参考模板更新错误,下一帧中仍能以67%的概率正确跟踪目标,连续3次模板更新之后,误更新的模板对目标跟踪的影响可以降低到10%以下,有效地降低了模板更新引起的跟踪错误和跟踪不稳定.     

多传感器数据融合机动目标跟踪算法

机动目标的运动特性具有复杂性、多变性、无先验性.多传感器信息融合的机动目标跟踪问题可以描述为数据关联和状态估计两个相关功能的最优化问题.本文分析了运用于多传感器数据融合机动目标跟踪的数据关联和状态估计算法,得出了高效费比的模糊数据关联算法(FDA)和变结构多模算法(VSMM).此外,并分别介绍了模糊数据关联算法和相似模型集的变结构多模算法.将模糊数据关联算法和变结构多模算法结合起来,从而提高对机动目标跟踪的性能.     

一种改进的模型表述在跟踪中的应用

分析了传统MeanShift方法中,特征模型表述缺乏像素点空间位置信息的不足,提出了一种改进特征模型表述方法以解决这个问题。首先对图像模板区域进行分块处理,分别计算每个子块内像素点的空间分布和颜色分布情况,然后以此构建联合特征空间。并且,采用同样的方式计算当前帧候选目标区域的特征模型表述。然后,采用Bhatta-charyya距离的负对数形式,进行特征相似性度量,以获得目标在当前帧的新位置。实验结果表明,提出的跟踪算法是可行的,且具有更好的鲁棒性和跟踪精度,在目标发生旋转和尺度变化及背景区域有相似颜色干扰情况下,取得了更准确的跟踪结果。     

集中式多传感器概率最近邻域算法

本文以对算法实时性要求较高的实际场合为背景研究了集中式多传感器多目标跟踪问题,理论分析了该环境下现有经典算法的优缺点;在此基础上,研究了基于概率最近邻域算法的集中式多传感器多目标跟踪算法:提出了并行处理结构的集中式多传感器概率最近邻域算法,该算法首先利用概率最近邻域算法中最近邻量测源自目标的概率完成多目标数据互联,在各传感器送来的观测数据中获取一个与各目标航迹统计距离最小的量测,然后利用各个量测的统计距离以及其源于目标的概率将这些量测整合为一个等效量测,最后获得融合中心的状态估计;提出了顺序处理结构的集中式多传感器概率最近邻域算法,该算法利用离目标最近的量测源于目标的概率判断各传感器是否应参与融合中心的状态估计过程,降低了计算量。蒙特卡罗仿真结果表明:与经典的顺序多传感器联合概率数据互联算法相比,上述两种算法的耗时降低了50%以上,且在跟踪背景杂波适中的情况下能够有效跟踪目标。为了进一步验证上述两种算法的有效性和实用性,本文采用实测数据对算法进行验证,实测数据的处理结果表明在对算法实时性要求较高的实际场合下并行和顺序两种处理结构的集中式多传感器概率最近邻域算法的性能均优于顺序多传感器联合概率数据互联算法。     

应用自适应多测量融合粒子滤波的视场跟踪

针对矿井跟踪视场中由于单一线索对目标特征描述缺乏可分性以及多线索融合策略对场景变化缺乏自适应性导致人员跟踪失效的问题,提出了基于自适应多测量融合粒子滤波的矿井人员跟踪算法。将粒子邻域光流统计信息表征的运动性作为线索建立运动光流直方图模型,并与颜色相融合建立多观测模型。将单观测估计状态粒子区域与融合估计粒子区域的质心距离作为单观测模型贡献率度量因子,定义了观测权值自适应策略,实现了粒子观测模型与跟踪目标状态特征的同步变化;通过建议重采样函数对粒子落入低观测似然时进行有效的采样补偿,增强了跟踪的鲁棒性。实验结果表明,本算法能够有效地解决矿井跟踪视场下(背景复杂)由于场景变换而导致跟踪目标丢失的问题;将本文算法与基于颜色和基于颜色与帧差分融合的粒子滤波算法做状态估计均方误差比较,结果表明,状态估计准确率提高了1.57倍。     

Minimal Realization of Linear Graph Models for Multi-physics Systems

An engineering system may consist of several different types of components,belonging to such physical"domains"as mechanical,electrical,fluid,and thermal.It is t...     

Quantum Cooperative Robotics and Autonomy

The intersection of Quantum Technologies and Robotics Autonomy is explored in the present paper.The two areas are brought together in establishing an interdisci...     

On the Relation of Load to Average Gap in the Contact Between Surfaces with Longitudinal Roughness

A computer simulation model for the contact between longitudinally-oriented rough surfaces has been formulated. This model closely duplicates the actual surf ace contact deformation behavior by taking into account the elastic interactions between the asperities. There were no assumptions made about the shapes, or any deformation behavior of the asperities, except for their obeying the laws of elasticity. The plastic deformations on the high asperity peaks were taken into account by setting a ceiling on their contact pressures at the material hardness value. The simulations used real surface profiles which were digitized from unworn circumferentially ground steel surfaces. Each pair of these profiles was mathematically combined to form an equivalent rough profile pressing against an infinitely rigid flat and having the appropriately adjusted elastic modulus. A total of 28 different pairs of profiles were used in the simulations. Each contacting pair was subjected to 30 different load levels and the local contact pressures and deformations were calculated. The contact simulations yielded some important mathematical relationships between parameters, such as the real area of contact, average gap, and average asperity load through statistical curve fitting. Two analytical functions were generated to relate the average load to average gap and the real area of contact to load.     

三绕组变压器的双绕组等效建模及在Matpower中的应用

针对实际电网存在着大量的三绕组变压器,但国际上一些著名商业软件,如BPA仿真软件、Matpower这一权威潮流计算开源软件,均只提供双绕组变压器模型,限制了其在具有三绕组变压器的电力系统中的应用的问题,潮流计算是自主开发的电力系统各种应用软件的核心模块,因此依托国际权威开源程序进行二次开发,是一种较好的选择。对Matpower要求的数据格式进行了归纳,对变压器的一般的等值电路及带理想变压器的等值电路和带标幺值的等值电路进行了分析研究,提出了三绕组变压器转换为双绕组等效模型的建模方法,使得原先只适应双绕组变压器的潮流计算软件可以适用于三绕组变压器电网的潮流计算;最后以Matpower软件为例进行了案例计算,并用PSASP仿真软件进行对比验证。研究结果证明,所提出的建模方法是有效的。     

电站锅炉模糊风险评价方法研究与应用

针对电站锅炉风险等级评价问题,将模糊综合评价技术应用到电站锅炉风险等级评价中。开展了电站锅炉失效影响因素及模糊评价因素的重要程度分析,建立了一套科学合理适于在线评价的电站锅炉风险评价体系,提出了模糊综合评价技术与改进的模糊层次分析法相结合的模糊风险评价方法,利用改进的模糊层次分析法计算了指标体系中各层指标权重。对某一台电站锅炉的实际运行工况影响子因素进行了模糊风险评价,采用模糊合成算子进行模糊综合运算得到电了站锅炉运行工况影响子因素的评价向量。研究结果表明:电站锅炉的运行工况影响子因素的风险评价等级为第6级,失效可能性等级为小,该电站锅炉运行工况良好。     

考虑进油孔有限长滑动轴承油膜力的近似解析解

针对具有进油孔的有限长滑动轴承油膜力求解问题,采用变分原理和分离变量法,求得了有限长滑动轴承油膜压力分布的近似解析表达式。将油膜压力分布的近似解析表达式在油膜存在区域上进行积分,即得到了油膜力。将提出的计算有限长滑动轴承油膜力方法与无限长轴承模型、有限元方法的计算结果进行了比较,发现了提出的方法与有限元方法的计算结果很接近。最后,研究了进油孔位置和进油压力对油膜存在区域、油膜力等的影响,研究结果表明进油孔位置和进油压力对油膜存在区域和油膜力有较大的影响。     

INTEGRAL EQUATION METHOD＇S APPLICATION IN HOLE-EDGE STRESS OF COMPOSITE MATERIAL PLATE WITH DIFFERENT SHAPED HOLES

The strength of composite plate with different hole-shapes is always one of the most important but complicated issues in the application of the composite material. The holes will lead to mutations and discontinuity to the structure. So the hole-edge stress concentration is always a serious phenomenon. And the phenomenon makes the structure strength decrease very quickly to form dangerous weak points. Most partial damage begins from these weak points. According to the complex variable functions theory, the accurate boundary condition of composite plate with different hole-shapes is founded by conformal mapping method to settle the boundary condition problem of complex hole-shapes. Composite plate with commonly hole-shapes in engineering is studied by several complex variable stress fimction. The boundary integral equations are founded based on exact boundary conditions. Then the exact hole-edge stress analytic solution of composite plate with rectangle holes and wing manholes is resolved. Both of offset axis loadings and its influences on the stress concentration coefficient of the hole-edge are discussed. And comparisons of different loads along various offset axis on the hole-edge stress distribution of orthotropic plate with rectangle hole or wing manhole are made. It can be concluded that hole-edge with continuous variable curvatures might help to decrease the stress concentration coefficient; and smaller angle of outer load and fiber can decrease the stress peak value.     

交通荷载作用下桥梁结构参数识别方法

应用动力节点加载法,将作用在桥梁上的交通荷载转化为等效节点荷载,再用两步构造法识别结构物理参数.第1步,用Newmark-β方法变换结构运动方程,并用结构的加速度响应求得变换空间内的位移、速度和加速度响应;第2步,基于最小二乘原理,构造出变换空间内求解结构参数的递推式,进行结构物理参数识别.数值模拟结果表明,在交通荷载作用下,该方法能够快速、准确地进行桥梁结构参数识别.     

Short-Term Relay Quality Prediction Algorithm Based on Long and Short-Term Memory

The fraction defective of semi-finished products is predicted to optimize the process of relay production lines, by which production quality and productivity ar...     

End-to-End Multiview Gesture Recognition for Autonomous Car Parking System

The use of hand gestures can be the most intuitive human-machine interaction medium.The early approaches for hand gesture recognition used device-based methods....