小型飞行器跟踪地面运动目标技术研究

为提高跟踪与探测的能力,研究了利用小型飞行器对地面低速运动目标的跟踪技术.通过对初始盘旋半径、初始盘旋位置以及飞机倾斜角这几个参数之间关系的分析与仿真,表明随初始相对位置的不同,最小初始盘旋半径取值在200m～500m之间不等,飞机的倾斜角就能保持在30°以下,从而有效地实现对运动目标的实时贴近跟踪与探测,仿真结果对实际系统的应用具有重要的参考价值.     

机载光电跟踪系统作用距离建模与仿真

机载光电跟踪系统主要用来探测、定位和跟踪地面目标,其作用距离是评价系统性能的一个非常重要的技术指标.通过对机载光电跟踪系统结构和原理进行深入的研究,对影响机载光电跟踪系统截获目标的目标大小、目标背景对比度、大气衰减特性、光电传感器性能等因素进行了分析,建立了估算机载光电跟踪系统作用距离的数学模型,最后对某型机载光电跟踪系统作用距离进行了仿真计算.     

光电跟踪伺服系统的位置超前抑制法

为提高光电跟踪伺服系统的跟踪精度,满足现代航空、航天的需要,在基于速度滞后补偿、加速度滞后补偿原理的基础上,提出了一种适合于跟踪快速运动目标的位置超前抑制方法。并分析了位置超前抑制参数对伺服系统跟踪精度的影响,确定了参数选取原则。在光电跟踪伺服系统的仿真实验中,将其与前馈内模控制技术相结合,大幅度的减小了跟踪误差,有效的提高了系统的跟踪精度。     

一种新的三阶距离跟踪环参数设计算法

针对高动态目标的距离跟踪,提出了一种基于α-β-γ跟踪器的三阶距离跟踪环参数设计方法。该方法首先按照最小距离误差准则确定环路带宽,然后利用环路带宽拟合环路传递函数满足临界阻尼条件的三阶极点值,并进而解得α、β、γ值,从而完成整个距离跟踪环的参数设计。仿真结果表明,按照六阶多项式拟合得到的三阶极点值与其理论值之差在10-4量级以内。文章最后对三阶距离跟踪环的跟踪精度进行了仿真分析,并提出了一种最小距离跟踪误差意义上的环路带宽确定方法。     

一种车载光电平台图像跟踪系统设计

为了对活动目标进行精确引导打击,设计一套新的图像跟踪系统以适应该平台。基于图像跟踪系统原理,论述了复杂背景下的跟踪技术、模板更新机制、低对比度下对弱小目标的跟踪技术、记忆跟踪功能以及对典型目标的跟踪功能等多项技术。介绍了所采取的波门漂移补偿、目标重新捕获和相似目标判断等措施,并以炮兵侦察车搭载该光电平台图像跟踪系统进行了多批次的跟踪试验。试验结果表明：该系统跟踪器的改进方法有效,整体跟踪效果提升显著。     

光电跟踪设备视景仿真系统方法研究

采用计算机图形图像技术以现有光电经纬仪为操作平台，形成包括目标合成、图像识别、捕获跟踪的视景仿真系统，并用测评结果对跟踪过程进行修正和评定，为受训人员提供一个良好的操控训练环境。文章主要介绍光电跟踪系统视景仿真系统设计思路、特点及技术实现方法。     

基于空气动力学模型含雷达散射截面观测的联合目标跟踪识别

以地基被动警戒雷达为应用背景,主要监视低空突防来袭目标,利用地面上多个商业广播发射的无线电调频（FM）信号,提出基于空气动力学模型含雷达散射截面（RCS）观测的联合目标跟踪识别技术。该技术使用空气动力学模型来描述目标的平动和转动,并将分类器输出的具体参数传递给跟踪器,实现基于动力学模型的跟踪;同时将RCS包括在观测中,它既可提供主要的分类特征,又可根据跟踪器的输出来预测RCS值。跟踪与分类被紧密结合,充分发挥联合跟踪识别的优势,有效提高目标的跟踪性能和识别概率。运用FEKO电磁仿真软件,实时获得目标的RCS观测值,通过粒子滤波实现联合跟踪识别,搭建了基于FM信号的被动雷达目标跟踪识别仿真平台。仿真结果表明,交互式多模型正则化粒子滤波的跟踪精度和识别概率都要优于交互式多模型粒子滤波。     

具有角速度测量的光电跟踪系统分析

采用球坐标位置测量的传统光电跟踪系统，在充分利用模型先验信息而不增加其它测量信息的前提下，很难进一步改善目标运动参数的估计性能。在传统光电跟踪系统基础上，引入俯仰和偏航两个角速度测量装置来提高跟踪系统性能的设计思想，尚未见文献报道。本文借鉴扩展卡尔曼滤波器(EKF)思想，建立了新的测量模型，并从理论上分析了跟踪偏差的渐进性质。对原有位置测量和附加角速度测量的序贯滤波处理保证了工程实现的可行性和实时性。仿真结果表明，附加角速度测量后，光电跟踪系统收敛速度加快，估计误差均方差减小，系统跟踪性能得到全面提升。     

一种光电转塔精确跟踪算法

针对常规跟踪解算方法难以满足俯仰角大范围观测跟踪性能要求的问题,提出一种可应用于俯仰角大角度时的精确跟踪算法。分析光电转塔目标跟踪的常规跟踪算法原理,根据图像坐标转换关系以及矢量等效旋转,推导高精度跟踪指令,对目标偏离量做执行轴投影,再把第三维跟踪运动分解为另外两维等效运动,最终使跟踪运动指令精确执行,并采用仿真定量分析2种跟踪算法的跟踪指令精度。仿真结果表明:该算法能有效解决俯仰过顶跟踪错误问题,并提高跟踪精度。     

相关法在地面目标跟踪中的应用

本文介绍相关法在实时电视跟踪系统对复杂背景下地面静止目标的跟踪中的应用及已研制成功的相关跟踪器。外场试验结果表明,相关跟踪器具有良好的跟踪性能,能对远距离的多种地面典型目标,如桥梁、港口、机场等,实施稳定的长时间的跟踪,比较成功地解决了复杂背景下地面静止目标跟踪问题。