图像成像系统对成像干扰及干扰效果的分析

本文通过建立图像的成像系统分析模型来研究如何在光学成像系统中应用信息理论评估成像干扰的效果,本次研究结果对成像干扰及干扰效果的分析、研制开发光电对抗装备具有十分重要的现实意义。     

激光干扰光电探测器综合模糊评估方法

在光电对抗系统中,激光干扰光电探测器的效能评估方法是有效实施光电干扰的关键.通过分析影响光电干扰效果的模糊因素,提出了激光干扰模糊评估的瞄准程度模型、能量密度模型、激光波长模型、脉冲宽度模型、大气环境模型、光电材料表面质量模型.通过单因素隶属度求解模糊关系矩阵,继而得出对光电干扰效果的综合模糊评估结果.给出了一个算例,计算结果表明,综合模糊评估方法能够有效实施光电干扰效能评估.     

烟幕对光电设备的遮蔽/干扰原理研究

本文主要概述了光电对抗技术在现代战争中的作用与发展;并分析了烟幕在光电对抗技术中的作用及烟幕遮蔽/干扰光电设备的原理.讨论了发烟剂所成烟幕如何应用到光电对抗战争中,使其从防御性手段发展为进攻性武器.     

提高光电成像挠度系统的识别精度

光电成像挠度系统在桥梁结构状态健康监测系统工程实践中由于受到雾、强光等天气因素干扰会影响识别精度。针对该问题,本文在分析了光电成像挠度测量系统组成和成像识别原理基础上,深入研究了各种不利的天气因素干扰对挠度测量系统成像识别精度的影响,并在图像增强基础上提出一种投影差分算法来提高在不利天气条件下光电成像识别精度,该算法通过对比实验(雾天:该方法的均方差为1.632 231,传统方法均方误差为16.534 08;强光:该方法的均方差为2.182 247,传统方法均方误差为23.018 13)验证了该方法在不利天气条件下相比传统方法将识别精度从厘米级提高到毫米级,大大增强了光电成像挠度系统的可靠性,并在重庆马桑溪长江大桥、重庆高家花园嘉陵江大桥等桥梁结构状态监测系统的光电成像挠度测量系统工程实践中得以成功检验。     

高斯激光对红外成像制导系统的干扰效果分析

考虑激光器系统像差、大气湍流、跟踪测量设备的跟瞄误差以及激光光轴的抖动误差等诸因素的影响,以激光辐照在红外成像制导系统探测器光敏面的功率(能量)密度参数作为衡量高斯激光干扰效果的评价指标,结合探测器自身致眩阈值,提出了一套高斯激光最大干扰距离的估算方法。以高功率脉冲CO2激光干扰导弹红外导引头为例,计算了不同激光发射功率下的最大干扰距离。结果表明,激光最大干扰距离随着脉冲激光峰值发射功率的增大而增大,这种变化趋势随激光峰值功率的增大而趋于平缓,而且激光正入射的干扰效果要优于斜入射情况。     

机载光电跟踪平台伺服系统自抗扰控制

摩擦非线性造成机载光电跟踪平台伺服系统低速不平稳性,增加了系统的稳态误差.常规PID控制难以满足光电跟踪平台高精度伺服系统的性能要求.采用一种新的二阶离散系统最速控制函数设计自抗扰控制器,将它作为机载光电跟踪平台伺服系统的位置环控制器.实验结果表明,当系统跟踪幅值为0.5°、频率为0.159 Hz的正弦输入信号时,在0...     

一种三轴光电跟踪系统指向误差修正的方法

为了提高三轴光电跟踪系统的指向精度,针对三轴光电跟踪系统的光机结构提出了一种具有明确物理意义的指向误差修正模型。首先,根据四元数的旋转变化方法详细分析了各轴系误差对空间目标指向误差的映射关系表达式,然后,通过这些关系式建立三轴光电跟踪系统的指向误差修正模型。实验结果表明,该方法可以将有效的修正系统指向误差,且外符合修正精度高于球谐函数指向误差修正模型,同时该方法在装配调试阶段对预估指向精度具有一定的参考指导作用。     

光电跟踪测量系统的动态成像分辨率分析及优化设计

光电跟踪测量系统的测量精度与成像质量受成像系统动态分辨率的影响.成像系统动态分辨率受光电跟踪测量系统跟踪精度的影响.分析与试验表明,光电跟踪测量系统的动态成像分辨率主要取决于静态分辨率和跟踪精度;工作过程中的光电跟踪测量系统的动态成像分辨率比光电跟踪测量系统的静态成像分辨率低;与传感器的积分时间相比,高频目标与低频目标对动态成像分辨率的影响模型不同;在传感器积分时间、目标的运动状态及对动态分辨率要求确定的条件下,可对静态成像分辨与控制系统进行优化设计.     

数字光电跟踪系统定位时的自激振荡及其抑制

由于某些非线性的影响,数字光电跟踪系统定位精度大大降低,因此相应的非线性补偿方法研究势在,必行.本文以数字化光电跟踪系统为研究对象,首先进行了电视跟踪定位时影响定位精度的等效间隙非线性分析,给出了两种主要非线性的理论表达式,即量化非线性和光电探测器滞后非线性,然后采用描述函数法对实测定位自激振荡进行了定量分析,最后确定了双极工作模式的PWM功率驱动器.在实际的数字化光电跟踪系统定位实验研究中,定位误差的最大峰-峰值小于22.23",表明双极PWM驱动器的零位振颤特性,对数字控制系统的自激振荡起到了很好的抑制作用.     

光电成像导引头抗干扰性能评估方法

提出了一种新的光电(红外/电视)成像导引头抗干扰性能评估方法,该半实物仿真系统采用光电跟踪仪模拟导引头的探测器,导引头图像处理单元由DSP系统硬件实现。在线实时评估方式模拟了导引头的实际工作过程,离线事后评估可以改进导引头的图像处理算法。作为一个通用评估平台,此方案可以评价不同导引头的抗干扰性能。     

论地对空雷达干扰系统在局部战争中的作用及其发展

文章介绍了从地对空干扰机的发展概况,从单一干扰轰炸瞄准雷达,发展成地对空干扰系统和系列,可以干扰空载作战飞机雷达、导弹制导雷达、精密制导雷达、预警机雷达、星载探测雷达等,分析了这些雷达的干扰原理、干扰方法和干扰机的布局。文章对新体制雷达的干扰压制系数进行了分析,导出各类新体制雷达的干扰压制系数表达式,并提供了计算机仿真和实际试验的结果。文章分析了90年代以来两次现代化局部战争,地对空干扰系统若能发挥作用,将使被入侵国家的损失率下降,使入侵者的损失率升高。地对空干扰系统具有攻防兼备的立体干扰系列功能,需要经费较低,很适合于第三世界国家的需求,具有广泛的发展前景。     

Infrared target tracking with kernel-based performance metric and eigenvalue-based similarity measure

An infrared target tracking framework is presented that consists of three main parts: mean shift tracking, its tracking performance evaluation, and position correction. The mean shift tracking algorithm, which is a widely used kernel-based method, has been developed for the initial tracking for its efficiency and effectiveness. A performance evaluation module is applied for the online evaluation of its tracking performance with a kernel- based metric to unify the tracking and performance metric within a kernel-based tracking framework. Then the tracking performance evaluation result is input into a controller in which a decision is made whether to trigger a position correction process. The position correction module employs a matching method with a new eigenvalue-based similarity measure computed from a local complexity degree weighted covariance matrix. Experimental results on real-life infrared image sequences are presented to demonstrate the efficacy of the proposed method.     

采用IFIR技术的二级FRM滤波器的设计

为获得更好的频率瞄准式干扰效果，需设计一款过渡带尽量窄、带外衰减尽量大的带通滤波器，以避免发射干扰信号时产生的频率泄漏影响对信号的接收。由于现有硬件资源有限，且滤波器过渡带与带外衰减的设计方法无法满足高性能滤波器的设计要求，因此文章采用改进结构的二级有限脉冲响应内插-频率响应屏蔽(Interpolated FiniteImpulse Response-Frequency Response Masking,IFIR-FRM)滤波技术设计高性能带通滤波器，以满足水声对抗器材对频率瞄准技术的性能要求，同时降低了设计复杂度。仿真结果表明，该方法在降低窄带带通FRM滤波器计算复杂度方面效果明显，有效减少了乘法器的使用，降低了目标滤波器设计的阶数，达到频率瞄准式干扰工作模式的技术指标。     

基于固定尺度欧氏距离的变因子递推子空间辨识算法

针对传统的子空间辨识算法采用固定遗忘因子出现跟踪能力不足或效果易受噪声影响等问题,提出了一种新的变因子递推子空间辨识算法.该算法分为3个步骤:首先引入变因子构造与更新Hankel矩阵和观测向量;其次为保证广义能观测阵的列向量收敛于主子空间的正交基上,采用OPAST算法递推估计广义能观测矩阵,并由广义能观测矩阵估计系统参数矩阵;最后用A的特征值空间距离信息实现变因子,因此,算法具有自适应能力.应用于一类时变系统,仿真结果表明改进算法具有较好的快速跟踪能力和跟踪效果.     

跟踪系统中跟踪器延迟的自适应预测补偿方法

跟踪系统中跟踪器的延迟会对系统的稳定性和跟踪精度产生不利影响。为此以典型Ⅱ型系统为例，理论上定理地分析了跟踪器延迟对跟踪系统的影响，并提出了将采用LMS算法和横向滤波器结构的自适应滤波器用于延迟预测补偿的方法。仿真结果验证了方法的有效性。     

宽波段遮蔽型干扰物及其形态和结构设计

舷外无源干扰手段由于简单可靠、使用方便、通用性好、成本低廉等优点,成为各国海军投入最多、优先发展的一种舰载软杀伤武器系统。随着信息技术和先进制导技术的发展,未来海上战场的电子战信息环境更为复杂,具有电子信号密度极高、信号形式复杂、信号频段极宽、信号动态范围大等四大主要特征,对海上电子战系统提出了更高的要求。由于目标体量巨大、雷达特征强、射频暴露频繁且严重、电子静默安全率低等原因,箔条等传统无源手段已无法满足航母等大型目标的防御要求。遮蔽型干扰物可以和箔条进行组合干扰,改变被测目标中心能量位置,实现对航母目标的干扰保护。 目前广泛使用的烟幕隐身材料多在可见光、红外波段,部分覆盖毫米波、厘米波段的遮蔽型烟幕隐身材料相对较少。随着科技的进步,遮蔽型烟幕干扰材料正向多波段复合干扰、遮蔽面积大、抗气象能力和环境适应性强、环保性能好等趋势发展。提高烟幕的综合遮蔽能力和效果,研制以吸收为主的吸收型遮蔽烟幕隐身材料,以及可同时对抗紫外、可见光、红外、毫米波和微波等的宽波段多功能型遮蔽烟幕是未来的主要发展方向。 本文详细叙述了遮蔽型烟幕干扰物的国内外研究现状,指出宽波段多功能型遮蔽烟幕是未来的主要发展方向。并根据滞空式无源干扰材料的空气动力学特性,以及吸波体设计所需满足的能量守恒、阻抗匹配等原理,对宽波段遮蔽型干扰物的结构设计方案进行了探讨。     

Adaptive Fuzzy Strong Tracking Extended Kalman Filtering for GPS Navigation

The well-known extended Kalman filter (EKF) has been widely applied to the Global Positioning System (GPS) navigation processing. The adaptive algorithm has been one of the approaches to prevent the divergence problem of the EKF when precise knowledge on the system models are not available. One of the adaptive methods is called the strong tracking Kalman filter (STKF), which is essentially a nonlinear smoother algorithm that employs suboptimal multiple fading factors, in which the softening factors are involved. Traditional approach for selecting the softening factors heavily relies on personal experience or computer simulation. In order to resolve this shortcoming, a novel scheme called the adaptive fuzzy strong tracking Kalman filter (AFSTKF) is carried out. In the AFSTKF, the fuzzy logic reasoning system based on the Takagi-Sugeno (T-S) model is incorporated into the STKF. By monitoring the degree of divergence (DOD) parameters based on the innovation information, the fuzzy logic adaptive system (FLAS) is designed for dynamically adjusting the softening factor according to the change in vehicle dynamics. GPS navigation processing using the AFSTKF will be simulated to validate the effectiveness of the proposed strategy. The performance of the proposed scheme will be assessed and compared with those of conventional EKF and STKF     

基于迟滞观测器的压电堆补偿控制

压电堆具有反应速度快、能量密度高等特点被广泛应用于精密仪器的作动装置。然而,压电堆输出位移与驱动电压之间存在的迟滞效应会严重影响控制精度。为了补偿迟滞效应带来的影响,提升控制效果,提出了一种基于滑模变结构理论的类Luenberger迟滞观测器,观测器的设计不仅考虑到了模型中的不确定因素,还可在一定程度上减小外部扰动带来的影响。根据反步滑模控制理论设计了一个基于迟滞补偿系统的跟踪控制器,控制器在设计过程中考虑到了观测器的迟滞补偿误差,且具有一定的鲁棒性。通过仿真及试验验证,证明了所设计的控制系统能够良好地对压电堆实施跟踪控制,且控制效果优于传统控制器。     

Mesh Layer Jamming to Cover and Secure Curved Surfaces without Wrinkles

Layer jamming technologies, which can alter the stiffness of layered sheets enveloped in an elastic bag via internal vacuum pressure, have typically been used for wearable robots. However, wrinkles on the layer jamming element covering the body impair the feeling of wear and are undesirable. Aligning curved surfaces using sheets without wrinkling requires the sheets to be sufficiently elastic, which reduces the stiffness when used for layer jamming. Mesh sheets (i.e., woven fabrics) cannot elongate along the fibers; however, they can elongate and contract in the diagonal direction by changing their shape. This study proposes using mesh sheets for layer jamming and analytically and experimentally demonstrates their ability to fit curved surfaces without wrinkling. The layer jamming element using mesh sheets changes the bending stiffness in proportion to the internal vacuum pressure and the number of sheets, as in conventional layer jamming. The simple structure and flexibility of the mesh layer jamming are not only suitable for fixing a body or fragile objects but also extend the range of applications using layer jamming technologies. This study also provides a foundation for investigating the wrinkle formation associated with curved surface deformation unique to flexible robots.