曲线运动SAR成像算法研究

研究合成孔径雷达曲线运动时的优化成像质量问题。提出了一种结合了惯导加速度参数和根据回波数据两种运动补偿曲线运动合成孔径雷达成像算法,提高了成像质量。首先研究了合成孔径雷达曲线运动时的目标模型,分析了惯性导航系统的原理,并以频谱分析的子孔径成像为基础,加入运动补偿等辅助处理。进行仿真,根据一组仿真参数和曲线轨迹生成仿真回波数据,证明仿真成像算法的有效性。系统运算简单,可为曲线运动时的合成孔径雷达实时信号处理系统系统设计提供依据。     

一种动态场景下运动对象分割新算法

视频运动对象分割是计算机视觉和视频处理的基本问题。在摄像机存在全局运动的动态场景下,准确分割运动对象依然是难点和热点问题。本文提出一种基于全局运动补偿和核密度检测的动态场景下视频运动对象分割算法。首先,提出匹配加权的全局运动估计补偿算法,消除动态场景下背景运动对运动对象分割的影响;其次,采用非参数核密度估计方法分别估计各像素属于前景与背景的概率密度,通过比较属于前景和属于背景的概率及形态学处理得到运动对象分割结果。实验结果证明,该方法实现简单,有效地提高了动态场景下运动对象分割的准确性。     

卫星运行三维场景及星下点轨迹可视化研究

应用可视化技术构造卫星运行的虚拟场景,实时显示卫星运行状态及星下点轨迹,可为卫星轨道设计、卫星运行状态监控及卫星应用提供直观的分析和指导。通过对卫星轨道计算方法、几何建模、虚拟场景装配及虚拟场景驱动方法研究,本文开发了卫星运行三维场景及星下点轨迹可视化软件。本文详细给出了地球模型、卫星模型的建模及由此模型组装卫星运行场景的方法,卫星轨道计算及星下点轨迹可视化方法。该软件可实时模拟卫星在太空中的运行场景,给出卫星的即时经纬度坐标及星下点位置坐标。该软件已在实践中得到应用。     

Path-planning strategies for a point mobile automaton moving amidst unknown obstacles of arbitrary shape

The problem of path planning for an automaton moving in a two-dimensional scene filled with unknown obstacles is considered. The automaton is presented as a point; obstacles can be of an arbitrary shape, with continuous boundaries and of finite size; no restriction on the size of the scene is imposed. The information available to the automaton is limited to its own current coordinates and those of the target position. Also, when the automaton hits an obstacle, this fact is detected by the automaton's tactile sensor. This information is shown to be sufficient for reaching the target or concluding in finite time that the target cannot be reached. A worst-case lower bound on the length of paths generated by any algorithm operating within the framework of the accepted model is developed; the bound is expressed in terms of the perimeters of the obstacles met by the automaton in the scene. Algorithms that guarantee reaching the target (if the target is reachable), and tests for target reachability are presented. The efficiency of the algorithms is studied, and worst-case upper bounds on the length of generated paths are produced.Supported in part by the National Science Foundation Grant DMC-8519542.     

Frequency band synthesis STAP-GMTI system architecture with the reciprocal transceiver

The reduction of the signal bandwidth and sampling frequency is conducive to the realization of antenna array thinness based on the micro system so as to improve the adaptability of the large aperture antenna on the ultra-high speed platform.However,the high-resolution range profile of the ground moving target is required for accurate tracking and recognition of the ground moving target.In order to solve this problem,a system architecture and processing method based on the low instantaneous bandwidth digital array of transceiver reciprocity is proposed,which can realize high resolution ground moving target display(GMTI) by frequency band synthesis.Because the array transceiver reciprocity can realize the coincidence of the equivalent phase center,the phase difference of the target deviated from the beam center does not need to be compensated in the process of bandwidth synthesis,and the precise synthesis of large bandwidth signals can be realized.After the synthesis of the wideband signal,the clutter is suppressed by space-time adaptive processing(STAP) to realize the detection of ground moving targets.Simulation results verify the correctness of the system architecture and processing method.     

基于非参数乘法回归模型的农业景观步甲空间分布模拟

农业生产引起的景观变化是导致生物多样性丧失的重要原因,为评估农业景观结构变化对物种多样性的影响,探索农业景观物种空间模拟的方法,研究应用非参数乘法回归(NPMR)模型结合田间步甲取样数据,分析了步甲群落多样性、主要物种存在/不存在与取样点周围边长为200 m景观内景观结构之间的关系,建立研究区物种-景观分布预测模型,结合地理信息系统(GIS)技术建立研究区群落/物种空间分布预测图。结果表明:在群落水平上,景观结构对步甲群落多样性的影响不显著; 在物种水平上,黄斑青步甲(Chlaenius micans)、淡鞘婪步甲(Harpalus pallidipennis)受斑块密度的影响显著(p<0.05),黄斑青步甲、后斑青步甲(Chlaenius posticalis)和单齿婪步甲(Harpalus simplicide)受半自然生境类型数的影响显著(p<0.05),单齿蝼步甲(Scarites terricola)受半自然生境比例的影响显著(p<0.05),而蠋步甲(Dolichus halensis)受景观结构的影响较为复杂。通过模型预测,输出研究区域6个主要物种的空间分布模拟图,进一步分析发现在研究区域内,对景观结构较为敏感的6个步甲物种主要分布在农田与半自然生境相接的狭长地带。因此,利用非参数乘法回归模型可以很好地模拟步甲物种对农田景观结构的响应及其在景观中的空间分布变化。200 m×200 m尺度下,尽管步甲群落多样性不受景观结构的显著影响,但是存在部分步甲物种对景观结构响应显著,但不同物种对景观结构的响应不同。增加农田地块间半自然生境,并合理改善景观配置异质性将有利于对景观结构变化敏感步甲物种的维持。     

地裂缝分类及地面沉降区构造地裂缝防治对策

地裂缝类型多样,灾害严重。根据主导因素及动力类型,将地裂缝分为构造地裂缝和非构造地裂缝两大类和16个类别; 基于地裂缝的工程地质特征、水文地质特征和活动特征,认为地面沉降区构造地裂缝发生超常活动的本质原因是地裂缝错断了含水层,在过量抽取地下水时地裂缝两侧形成明显的水头差,产生不均匀压缩,从而导致地表发生较大的差异沉降; 提出了采用定向钻井打通被错断含水层以实现地裂缝两侧水位自然平衡的地面沉降区构造地裂缝防控方法——通水调压控裂法(CABHP),该方法可以有效控制地面沉降区的构造地裂缝活动,避免大量土地资源浪费和灾害损失。     

基于样本熵与时频分析的手部抓握运动意图预测

针对上肢外骨骼控制信号产生与外部设备响应存在时间滞后导致脑机接口(BCI)系统实时性差的问题,采集被试手部自主抓握前运动相关皮质电位(MRCP) ,提出基于非线性复杂度特征样本熵 (SampEn)与线性幅值特征融合算法的手部运动意图预测方法. 从时频、神经复杂度分析不同大脑状态之间存在的差异,通过特征融合实现对手部抓握运动意图的预测. 基于特征融合意图离线预测准确率最高可达88.46%,可以在人体手部自主运动发生时刻?1 400 ms实现对手部运动预测. 与平静时期手部静止状态相比,被试产生手部抓握运动意图时脑电信号的功率谱与复杂度均产生明显变化,为基于手部运动意图预测提前驱动机器人实现人机协同提供控制策略.     

陈垃圾滚筒筛运动模式与筛分效率优化

推导陈垃圾在滚筒筛中的运动方程并求数值解,按最大位置角将陈垃圾运动模式划分成滚落、抛落、圆周运动,给出不同筛筒转速、半径、动摩擦因数下的运动模式判别云图. 滚筒筛试验结果显示,陈垃圾运动的最大位置角随转速的升高先增大后不变,转速超过50 r/min后垃圾进行圆周运动. 陈垃圾滚筒筛的筛分效率随转速增大呈先升后降的趋势,随抛落差的增大呈持续上升的趋势,随着原料水的质量分数的增加呈下降的趋势. 基于试验结果,给出滚筒筛最优转速取值云图,在实际工程中可根据垃圾动摩擦因数及滚筒半径选择最优转速,同时减小水的质量分数以提高筛分效率.     

振荡翼改进运动模型的能量捕获性能分析

为了提高振荡水翼的水动力性能和能量捕获效率,基于传统简谐运动模型提出改进运动模型,通过引入俯仰运动系数k,推导改进后俯仰运动规律的一般形式,利用Fluent软件建立水翼的二维模型,综合分析半主动振荡模型下不同俯仰运动系数、折算频率和俯仰振幅等运动参数对水翼能量捕获性能的影响。结果表明:与传统简谐运动模型相比,改进运动模型能够使水翼升力系数在较长时间段内维持较大数值,提高水翼的升力系数和捕能效率;在相同的折算频率和俯仰振幅下,减小俯仰运动系数会增大俯仰角转动的角速度,进而增大俯仰运动所消耗的能量;不同俯仰振幅下对应不同的最优折算频率,折算频率越低水翼的捕能性能越不稳定,俯仰振幅越大,转动俯仰角所消耗的能量越多。在给定参数条件下,水翼的能量转化效率可超过40%。