旋转变倍机构设计及其在导航中的应用

针对长航时、远航程的飞行器中景象匹配导航系统对光学成像传感器的需求,提出并设计了一种以板式行波超声电机作为驱动源的旋转型变倍机构,将其应用到图像匹配中,软、硬件结合,能明显提高导航系统的精确性、实时性和鲁棒性.机构占空比小,能耗少,可控精度高,能实时、稳定获取多幅不同分辨率的实测图像;同时,机构响应快,且负载变化不影响机构性能.实验数据证明,旋转变倍机构总质量为1.5 kg时,最快启动时间不超过0.7 ms,最快关闭时间在0.6 ms以内,能满足景象匹配导航系统的要求.     

基于显著性图像边缘的全参考图像质量评价

大部分图像质量评价算法仅研究图像的灰度值及信息内容,没有充分考虑人眼视觉特性对图像质量评价的影响,针对此问题提出了一种基于显著性图像边缘的全参考图像质量评价方法。利用显著性图像表征图像的视觉关注内容,然后提取显著性图像的边缘检测图,得到人眼关注的结构和边缘,最后计算参考图像与失真图像边缘检测图之间的汉明距离得到图像质量评价指标。实验结果表明本文提出的评价指标满足人眼视觉特性,对于各种失真类型有非常高的主观一致性,评价性能也优于很多其他指标。     

基于相对点矩的SAR图像匹配算法

为了解决景象匹配导航系统中图像存在旋转误差以及遮档问题,提出了一种基于相对点矩的SAR图像匹配算法.Harris角点提取算于结合亚像素精确定位算法可以获得高精度的特征点坐标,而Hu不变矩具有平移、旋转、缩放(RTS)不变性,结合两者优点,本文首次提出了相对点矩的概念.相对点矩同样具有RTS不变性,可以实现任意旋转角度下...     

基于kalman预测和自适应模板的目标相关跟踪研究

文中提出了一种基于kalman预测和自适应模板的目标相关跟踪算法。通过kalman预测下一帧图像中目标的状态,缩小整个图像上目标检测的搜索范围,满足目标跟踪的实时性。采取自适应模板更新策略．根据目标的变化情况自动调节参考模板,提高目标跟踪的稳定性。仿真实验结果表明,算法能够随着目标的形状、大小、位置的变化快速调整参考模板,进行稳定和实时的跟踪,当目标被物体遮挡时仍能有效地跟踪目标。     

遮挡情况下目标三维点云的提取研究

针对三维信息提取过程中的遮挡问题,提出利用多基线数字近景摄影测量方法进行多光线的影像匹配,基于遮挡区域约束的三维点云滤波算法,即去除了遮挡目标,又可提取部分被遮挡区域的三维数据点.试验表明,该方法适应了空间分布的不连续性,在遮挡情况下较好地解决了目标的遮挡问题,同时多方向交会使前方交会具有冗余观测,增加了三维数据点的可靠性.     

空空导弹擦肩发射全向三维可攻击区计算

采用推力矢量控制的程序转弯(最小半径)和三维空间比例导引的复合制导方法,实现了空空导弹的擦肩发射时攻击后半球目标,完成全向攻击的能力.基于空空导弹的动力学方程与制导律的数学模型,通过大规模系统的6自由度飞行轨迹仿真计算迭代出了空空导弹的3维可攻击区,分析了影响可攻击区形状与大小的主要因素.数值仿真结果表明,此全向攻击复合制导方法可以实现导弹擦肩发射,并能全向攻击在不同空域作各种不同速度机动飞行的目标.     

高速及超高速钻地弹侵彻土壤深度及轨迹的研究

为了对地下掩体进行有效打击,钻地弹在现代战争中受到了广泛的重视．但由于地下掩体深度的不断加深,目前常规钻地弹已无法对其构成威胁．目前世界各国对钻地弹的研究主要集中于其侵彻深度,而对其侵彻轨迹的研究还相对较少,而侵彻轨迹对于深钻地弹的有效打击至关重要．因此,本文在分析三维钻地弹形状及受力的基础上运用空腔膨胀理论推导了三维弹体侵彻深度的解析解,同时,基于微分面积力法,运用ABAQUS有限元软件模拟仿真钻地弹侵彻土壤的空腔膨胀理论模型．为了研究钻地弹侵彻土壤的轨迹,本文针对常规高速钻地弹以及运用弹道导弹携带钻地弹头的超高速钻地弹进行研究．研究表明：本模型可以有效给出了弹体攻角、侵彻角以及弹体质心位置对钻地弹侵彻轨迹的影响以及相应条件下钻地弹侵彻土壤时的过载曲线．在对常规高速钻地弹侵彻轨迹的研究中发现：钻地弹的初始攻角可以使得带有同方向侵彻角的弹体侵彻轨迹优化．     

应用于姿态敏感器的SORNN微小故障诊断方法

为实现空间外部干扰和测量噪声存在情况下,航天器姿态敏感器微小故障的有效检测,以及方位敏感器和惯性敏感器之间的故障隔离,提出了一种基于自组织循环神经网络(self-organizing recurrent neural network, SORNN)的微小故障诊断方法。首先,设计了SORNN模型,包括网络结构自组织算法、终止条件和调整条件,实现对网络隐藏层神经元数量和循环记忆深度的自适应调节,用以提升网络的拟合性能。然后,针对姿态运动学子系统设计了基于SORNN的干扰观测器,给出网络权值更新算法并证明了状态估计误差的收敛性。将系统输出估计误差通过低通滤波器以抑制星敏感器测量噪声,推导更严格的残差和检测阈值进而提高对微小故障的检测能力。最后,针对姿态动力学子系统设计了故障隔离观测器,通过干扰解耦和干扰观测器的补偿消除未知扰动和噪声对残差的影响,利用动力学和运动学的冗余关系解决了两类敏感器故障的隔离问题。仿真结果表明,验证了所提方法对扰动和噪声掩盖下的星敏感器和陀螺微小故障检测与隔离的有效性。     

机械臂柔性关节SEA设计与仿真分析

串联弹性驱动器(Series Elastic Actuator,SEA)可以有效提高关节的柔顺特性,但是也存在受力与形变强非线性的不足。为了提高SEA的线性特性,建立了双圆环间衔接曲梁模型,利用轴截面原点正应力公式求取梁模型不同点的应力公式,设计并验证了符合柔性关节的SEA;其次,对SEA的模型进行仿真分析,取7个点对其进行模型和实际的应力比较;最后,利用ANSYS对其进行强度仿真分析,分析各关节受力和变形,有效保证了SEA的线性特性,从而有效提高了柔性关节的力学特性。     

T2/5A06搅拌摩擦焊焊缝组织及耐腐蚀性研究

利用光学显微镜对4 mm厚的铝合金和紫铜搅拌摩擦焊焊缝进行研究.结果表明:搅拌针旋转速度1 050 r/min,焊接速度40 mm/min,5A06铝板在前进侧,T2铜板作为返回侧进行施焊时,焊缝成形质量较好,两种材料混合均匀,有致密的塑性形变流线组织,焊核区组织呈层状结构分布,没有缺陷产生.同时在3.5％NaCl溶液中进行了电化学腐蚀研究,动电位极化曲线测试表明,与母材相比,偏铝侧热机械影响区和热影响区自腐蚀电位比较低,自腐蚀电流大,对腐蚀有较强的敏感性,易发生腐蚀现象.