权值选优粒子滤波的无线传感器网络目标跟踪

基于动态分簇结构的特点,结合权值选优粒子滤波(PF)算法的优越性,研究了无线传感器网络分布式目标跟踪算法.该方法采用这种改进的粒子滤波算法,利用簇和簇之间的传递关系,获得目标的动态状态.根据当前时刻目标的本地估计位置、预测速度和加速度,获得目标的预测位置.结果表明:此方法相比集中式目标跟踪,能在节省能量消耗的基础上,比...     

双自动机并联发射时膛口流场数值仿真

为研究双自动机近距离并联发射时膛口流场特征及其对弹丸运动影响问题,采用计算流体力学方法结合动网格技术,建立了包含弹丸运动的膛口流场数值仿真模型,对双自动机近距离并联发射时复杂膛口流场进行了数值仿真.以三种不同身管间距为例,得出了双自动机并联发射时膛几流场的形成、发展及相互干扰过程,及膛口流场对弹丸出炮u后运动姿态的影响情况.仿真结果表明双自动机在近距离发射时,相互干扰的膛口流场对弹丸出炮口后运动姿态有较大影响,以至影响火炮系统射击精度.在双自动机近距离并联发射时,为保证武器系统射击精度,应采取相应措施消除两身管间膛口流场的相互干扰,减小膛内流场对弹丸运动姿态的影响.     

一种大口径身管内弹道目标速度修复方法

在管状结构内,身管、管内运动目标、反射板和毫米波干涉仪等多目标的强烈联合振动使得利用毫米波干涉仪测试获得的目标运动速度曲线出现多段缺失,影响了管内运动目标速度测量。针对该问题,提出了一种基于阈值判别和粒子滤波优化的大口径管状结构内目标速度修复方案,该方案是在对实际信号的小波去噪预处理上,通过短时傅里叶变换（STFT）进行时频分析,得出速度曲线,针对速度曲线的多段缺失采用阈值判别法进行初步修复,再利用粒子滤波进一步修复与优化。实验结果表明,提出的方法能够有效解决目标速度缺失现象,实现大口径身管内目标速度有效测量,并且能适应处理多种速度级别的雷达信号。     

基于自适应时空码书的粒子滤波多目标跟踪

提出一种基于自适应时空码书检测模型的粒子滤波多目标跟踪算法。使用时空码书模型进行前景背景分割,检测出前景目标,在该模型上加入目标自适应过程。将自适应时空码书检测的结果作为粒子滤波跟踪算法的初始目标状态,通过关联算法和粒子滤波实现多目标跟踪。自适应时空码书模型能明显降低对前景目标的误检率,抑制噪声干扰。实验结果表明,该算法能够在有干扰的复杂背景下实现对运动多目标的快速捕获,并有效提高跟踪的可靠性和精度。     

基于速度的轨迹停留点识别算法

轨迹中的停留点识别是将空间轨迹转换为语义轨迹的关键步骤.当前轨迹停留点识别方法缺少对轨迹记录点时间连续性的考虑,导致识别出的停留点缺乏时间信息.同时,在轨迹点缺失的情况下,停留点信息也无法被准确识别.针对上述问题,本文提出一种基于速度的时空聚类方法,首先通过缺失轨迹的时空特性确定真实缺失子轨迹,并根据缺失轨迹的平均速度对其进行插值填充,再结合轨迹速度特征和时空特性识别轨迹中的停留点.实验采用GeoLife轨迹数据集对所提出的方法进行验证,结果表明,该算法能够有效地识别用户的停留点,并对轨迹中的干扰具有一定的鲁棒性.     

数码立体显微视频多特征点人工智能跟踪研究

在对数码立体显微视频进行多特征点跟踪处理时,由于显微构件的倾斜旋转,以及视频目标重叠交叉等原因,导致特征点轨迹跟踪效果不理想.为此提出了基于粒子滤波状态观测的多特征点跟踪方法.首先建立基于空间变换的特征状态方程,并进一步设计了关于特征点位置、速度和噪声的观测模型,同时针对采样不均匀引入补偿处理.然后在计算状态方程的过程中,考虑到特征分布情况,设计了粒子滤波方法.利用状态矢量和对应权重构建粒子,通过粒子的分布概率更新其权重,同时根据权重计算出特征观测值.最后把特征点的动态变化和时间建立关联,将上述过程转换为限定条件下关于状态关联的寻优处理.通过关联门限和位置约束,预测得到关联状态构成的时间序列,即为特征点轨迹.通过仿真,验证了建立的多特征点状态观测模型能够准确描述显微视频中特征点的运动状态,获得更加精准稳定的跟踪性能.     

基于三维模型的粒子滤波行人跟踪算法

针对传统行人跟踪算法得到运动轨迹与真实轨迹差异巨大的问题,提出一种基于三维模型的粒子滤波行人跟踪算法.该方法利用摄像机标定信息和图像帧信息建立行人的三维模型,解决图像中目标尺度的变化问题,并得到目标的真实运动轨迹.同时该方法利用双指数预测模型对粒子滤波算法进行优化,以解决短时遮挡问题,同时降低运算复杂度.实验表明,基于三维模型的粒子滤波行人跟踪算法能够较准确地建立行人三维模型,对比标准粒子滤波和KPF算法,能够对行人进行有效跟踪,对短时遮挡和尺度变化有较强的鲁棒性.     

基于改进粒子滤波的机动目标自适应跟踪算法

在粒子滤波的基础上融合扩展卡尔曼滤波算法,融合后的算法在计算提议概率密度分布时,充分考虑当前时刻的量测,使粒子的分布更加接近状态的后验概率分布.将此改进粒子滤波算法在"当前"统计模型框架下进行机动目标自适应跟踪.仿真实验验证了该种方法对机动目标的良好自适应跟踪性能.     

采用EM算法对粒子滤波跟踪算法进行改进

提出了一种改进粒子滤波跟踪算法EMPF(expectation-maximization particle filter)。针对传统粒子滤波存在的动态模型的不确定问题,将EM算法与粒子滤波算法有效结合,将运动模型的参数作为待估量,采用EM算法来确定目标的运动模型参数,从而获得对目标状态的较准确估计。实验结果表明,当目标做复杂的转弯运动时,该算法能够显著地提高对目标运动状态的预测精度。     

一种改进的基于Camshift的粒子滤波实时目标跟踪算法

为了能够快速和准确地跟踪运动目标,提出了一种改进的基于Camshift的粒子滤波算法。在粒子滤波框架下,首先对传统目标模型进行改进,提出一种新的融合目标颜色信息和运动信息的模型,以增强目标跟踪的稳健性和准确性;同时为了提高跟踪的效率,将一种改进的Camshift算法嵌入到粒子滤波中,用来重新分配随机粒子样本,使之向目标状态的最大后验概率密度方向移动。实验结果表明,与传统的粒子滤波算法或Camshift算法相比,该方法能有效处理目标快速运动或背景存在强干扰等情况,实现对目标快速和稳健的跟踪。     

弹丸动态参数测量的方法研究

针对目前采用外弹道测试技术测量弹丸转速,炮口初速及章动参数难度大,装置复杂等问题.介绍了利用测量弹丸转速解算炮口初速和章动参数的新方法.弹载测试仪以地磁传感器为信号源,基于动态存储测试技术,集信号采集、存储、无线传输于一体.实弹结束后,读取存储器的数据,得到弹丸的转速信号,利用公式可以对炮口初速进行解算.对弹丸转速信号进行去基线、定标转换处理后的包络线即是章动曲线,根据信号的规律可以解算出章动参数.测试结果与外测法测得的结果基本一致,该方法可测量弹丸参数.     

基于磁传感器的弹丸炮口测速系统设计

采用外测法测量弹丸炮口初速的方法无法在光线不足等恶劣的天气环境情况下精确测量,并且结构复杂、体积大、操作不便、无法为后续弹道制导提供初始参数。针对上述问题,提出一种应用内测法的测量方法,该方法利用磁阻传感器与线圈靶相结合方法来实时测量弹丸炮口初速。首先介绍了系统的测速原理,然后构建了系统的总体方案,搭建了硬件电路和设计了相应的软件,最后进行了实验验证。实验结果表明：炮口测速系统测量是可靠的,其最大相对误差不超过0.2%。     

Interpolation of Lost Speech Segments Using LP-HNM Model With Codebook Post-Processing

This paper presents a method for interpolation of lost speech segments. The interpolation method can be used for packet loss concealment in voice communication over mobile phones, for voice over IP or for restoration of lost segments in speech recordings. The interpolation method employs a combination of a linear prediction (LP) model of the spectral envelope and a harmonic noise model (HNM) of the excitation of speech. The speech interpolation problem is transformed to the modeling and interpolation of the trajectories of LP parameters and the amplitude, phase and harmonicity of HNM tracks of speech excitation. In particular, the interpolation of harmonicity results in a smooth transition from voiced to unvoiced speech and vice versa. Crucially, the proposed interpolation method does not suffer from the consequences of zero-excitation of conventional autoregressive (AR) interpolation. Different combinations of linear and autoregressive interpolation methods are evaluated for the estimation of the time-varying parameters of LP-HNM tracks. Furthermore, a post-processing codebook mapping, employed to enhance the interpolation of the spectral envelope of speech, results in improved output quality for longer length speech gaps. For different packet loss rates and patterns of distributions of missing speech gaps, the proposed interpolation methods are evaluated and compared with popular AR-based interpolation methods and the speech packet recovery method specified in the ITU G.711 standard, as a reference. The evaluation results show that the proposed methods substantially improve the restoration of formants and harmonic tracks and consistently results in significant performance gain and improved perceptual quality of speech.     

光电耦合器在干扰弹测速系统中的应用

对干扰弹炮口初速的精确测量是顺利进行试验的基础条件。提出了一种采用漫反射式光电耦合器测速的方法。该光电耦合器是集发射器和接收器于一体的传感器,当有被检测物体经过时,漫反射回来的光被探测器接收转换为电信号并采集到计算机进行数据处理。介绍了干扰弹测速系统的结构、工作原理与驱动电路,并测量了光电耦合器的响应速度,最后,利用该系统对干扰弹的速度进行了测试,给出了试验波形。试验证明:该方法具有体积小、电路简单、成本低、灵敏度高等优点。     

基于激光及无线通信的弹丸初速动态测量系统

设计并实现了一套基于激光、光电信号转换、无线通信、定时计数、单片机中断技术与膛口焰抑制机理的弹丸初速动态测量系统;研究了能克服火药气体的光学污染、抑制膛口焰和膛口各元件耐高温、高压、无线通信及抗干扰等关键技术,创造性地设计了一种能减小膛口焰(烟)影响,保证测速激光强度的多功能膛口测速装置及采用无线通信实现了动态测速,得到了有价值的试验数据;分析结果表明该系统可以实现弹丸初速的精确测量,并为弹丸初速的动态测量提供了一种新的方法。     

海面目标运动速度的视觉估计方法

为方便快速地实现对平面直角导航坐标系下匀速直航海面目标的速度测量,提出一种立体视觉估计方法。该方法首先基于计算机视觉理论标定得到摄像机参数(包括内参数及外参数),建立立体视觉测量数学模型,然后利用光电成像设备连续获取目标图像序列,结合图像目标特征角点信息测量被测目标相对距离,同时计算得到不同时刻目标方位。在此基础上,根据目标运动几何关系,采用拟线性方法处理目标运动方程,最后实现对目标速度的最小二乘估计。通过大量仿真实验,研究了不同初始条件对目标速度估计性能的影响。结果表明,对于3000m以内航速在10Kn~30Kn的海面目标,估计精度优于0.2m/s。该方法要求简单,便于实现,所得结论可为岸基监控海面目标或水下隐蔽观测站仅利用图像信息快速判断被测目标运动态势及作战决策提供参考。     

移动群智感知下的交通流速缺失数据恢复算法

GPS等设备的普及使得基于大规模车辆数据的城市级道路状态评估成为可能,本文研究移动群智感知下的交通流速缺失数据恢复问题.首先,利用探测车收集车辆数据,设计了基于网格密度提取路网的方法;其次,针对GPS数据特点设计一种自适应的路段流速计算方法,得到交通流速矩阵;再次,对交通状况评估时存在的数据缺失情形进行分类,基于数据时空特征改进了压缩感知的稀疏基,有效地将交通流速缺失数据的预测问题建模成稀疏向量的恢复问题;最后,基于大规模真实出租车数据集对所提出算法性能进行全面验证.结果表明:在数据缺失程度大于50%时,本文所提出算法能够准确地恢复缺失数据,且性能优于其他同类算法.     

灰色GM（1，1）模型在火炮初速测量中的应用

火炮初速测量是火炮进行弹道准备中的一项重要内容,运用灰色理论探讨火炮初速预测问题,既有利于提高火炮射击精度的修正,又有利于进一步完善火炮初速测量雷达的使用操作和改进设计。针对火炮初速随机变化的特点,基于灰色理论中的GM（1,1）模型,构建火炮初速灰预测模型,确定预测结果精度检验方法。最后通过一应用实例验证该方法具有一定的合理性与实用性。     

基于分数阶傅立叶变换的水下动目标检测

当发射信号为线性调频信号(LFM)时,水下动目标径向运动速度使得回波和副本不匹配,从而导致传统的最佳检测器——匹配滤波器对线性调频信号的检测性能下降。动目标的回波信号依然为LFM信号和分数阶傅立叶变换对线性调频信号的聚焦特性,提出了以信号的分数阶能量谱的峰值作为统计量来进行检测,并且给出了细化搜索峰值的自适应方法,提高了搜索速度。仿真结果表明,算法在高斯噪声背景下对径向速度未知的运动目标线性调频回波具有良好的检测性能,并分析了信号参数对检测器性能的影响。