基于GPU的光线追踪算法

为在个人PC上实现实时光线追踪技术,设计并实现一种基于GPU的光线追踪算法。介绍光线追踪原理,深入分析实时光线追踪的特点,研究实时光线追踪中最困难的空间加速结构构建和搜索问题,并进行算法优化和实验。结果表明：该算法可得到非常逼真的图形效果,为人们提供深度信息,实现二维图像中的三维效果。在仿真模拟、几何造型、广告影视、指挥控制及科学计算的可视化等领域都得到广泛应用。     

一种基于SiameseRPN 的模糊视频目标跟踪算法

为提高追踪准确率, 提出一种针对模糊视频的轻量级视频跟踪算法。采用主流对抗生成网络模型 DeblurGAN V2 进行去模糊处理,交由基于改进SiameseRPN 目标跟踪算法进行目标跟踪。为实现轻量化,将目标跟 踪的特征网络替换为EfficientNet 网络,改进注意力机制为ECANet 以捕捉多通道信息,并在GoPro 数据集上进行测 试。测试结果表明：相比SiameseRPN 算法,该算法能实现更高的追踪准确率,帧率能达到实时性要求,具有一定 的借鉴意义。     

基于改进粒子群的重频组多目标优化算法

针对传统目标优化算法存在优化目标较为单一的问题,提出基于改进粒子群的重频组多目标优化算法。该算法以传统粒子群算法为基础,使用混沌理论改进粒子群算法结构,结合多目标协同优化,实现了重频组在多个方面综合性能的提升。仿真实验结果表明,该算法能够提升雷达系统抗盲区性能,有效减小了因回波错误互相关产生的虚影。     

刚柔耦合下战斗部自动装药装置的优化设计

战斗部的传统装药工艺是由人工完成的,危险性高、效率低下且质量得不到保证,为此提出了一种针对战斗部装药的自动化装置。对战斗部装药装置进行了结构设计,针对战斗部自动装药装置的抖动问题,基于刚柔耦合建立了系统移动过程中的动力学模型。根据刚柔耦合模型对加速度算法进行仿真对比,发现使用S曲线算法时系统抖动最弱。将S曲线算法优化为5段形式并采用插值拟合在控制器上实现,在实物调试中使用发现抖动明显减弱。对比结果表明,相较传统的梯形算法,优化过的算法具有更好的控制性能。对S曲线算法的优化及应用,减弱了装置抖动,此方法对其他设备的研制也具有一定借鉴意义。     

新弹种射击诸元精度检验系统设计与实现

针对传统检验方法的不足,设计了射击诸元精度检验系统。采用建立射击规则库、气温气压分布定律和正态分布函数三级约束方法,设计了数据库通信算法及诸元精度检验算法,解决了射击条件生成、数据库构建、大批量数据传送及诸元精度检验等关键问题,实现了对新弹种射击诸元精度的快速检验。     

多故障诊断策略优化生成技术研究

故障诊断策略设计是测试性设计的重要内容。已有的测试性分析与诊断工具通常做了单故障假设,不适用于复杂系统。针对这一问题,提出了多故障隔离策略优化生成算法。该方法首先采用布尔逻辑运算生成每步测试执行后的完备最小割集,然后采用基于信息量启发式算法生成近似最优的多故障隔离策略。最后应用案例进行了验证,结果表明：本文提出的算法可以有效地生成多故障诊断策略。由于测试与故障的定义是广义的,因此该算法可用于系统级、部件级以及元件级的多故障诊断策略的优化生成。     

一种新的单枚被动定向浮标目标定位方法

为解决单枚被动定向(DIFAR)浮标目标定位的问题,提出一种新的DIFAR浮标目标定位方法。该方法针对下一代新型高性能浮标处理平台,在使用目标方位数据同时,充分利用目标的多普勒信息,实现了单枚DIFAR浮标对目标的发现、定位、追踪。在计算目标参数时,新算法利用多次测量数据,以最小二乘原理,进一步提高了目标参数的计算精度。仿真结果表明了新算法的正确性。整个算法简单、稳定,易于工程实现,克服了传统算法至少需要2枚DIFAR浮标参与才能完成目标定位的缺点。     

基于RRT算法改进的无人机航迹规划研究

针对应用快速搜索随机树（RRT）算法规划路径时,算法搜索效率低、时间长、搜索的路径冗长、路径不平滑等问题,对RRT算法开展进一步改进研究。引入以目标点为导引的启发式函数,使随机点偏向于目标点生成,减少了随机点的无效采样,并将原算法扩展步长设置为动态,加速路径的生成;采用了贪婪算法对路径进行剪枝优化,删除路径中不必要的节点,优化无人机飞行中多余的转向,缩短路径长度;对剪枝后的路径用B样条曲线进行平滑处理,生成平滑且满足动力学约束的航迹。仿真结果表明,改进的RRT算法可以有效躲避障碍物,优化了RRT算法的路径搜索的时间、长度和平滑性。     

SQP方法在最优中制导律中的应用

针对传统动态优化算法计算效率低的缺点,引入了序列二次规划(SQP)优化算法.介绍了SQP算法的理论基础,把动态优化问题转换成SQP可以应用的静态参数优化问题,针对飞行器中段制导这一具体实例进行了数字仿真.仿真过程表明,SQP可以高效地求解最优中制导律问题,与其它优化算法相比具有灵活性,工程上具有一定的应用价值.     

混沌变步长萤火虫优化的随机共振微弱信号检测

针对传统随机共振只能完成单参数寻优及寻优能力差的问题,提出了混沌变步长萤火虫优化的随机共振微弱信号检测方法。该方法选用二阶Duffing振子随机共振系统作为研究对象,将随机共振问题转化为系统的多参数同步寻优问题,利用追尾行为的混沌变步长萤火虫优化算法寻找系统的最优参数,实现随机共振,检测出强噪声背景下的微弱周期信号。仿真结果表明,随着输入信号的信噪比越低,混沌变步长萤火虫优化算法寻优结果越好;在寻优结果上,混沌变步长萤火虫优化算法的随机共振明显优于量子粒子群优化算法,主要表现为输出信噪比提高了5.70 dB,相对于原始信号,信噪比提高了28.76 dB。     

基于弦端点法的机器鱼寻迹策略

为进一步缩短机器鱼寻迹顶球所走的路径,提高机器鱼找目标点的效率,提出一种基于弦端点法的机器鱼寻迹策略。在对切入圆算法改进的基础上,给出弦端点法的总体思路,通过作辅助圆弦中垂线的方法给机器鱼具有很好连贯性且逐渐逼近最佳击球点的一系列目标点。对2种算法的寻迹情况进行比较的结果表明:该策略能使机器鱼在寻找目标点时游动路径更短、轨迹更光滑,从而更好地实现顶球射门。     

基于高速球的运动目标自适应PTZ跟踪

研究运动目标PTZ跟踪技术,以HSI加权彩色直方图作为目标模型,通过均值偏移算法实现运动目标的定位。设计自适应波门,通过边缘检测保证核窗宽和模板更新的实时性。根据高速球的云台转动参数,提出自动变焦跟踪算法,实现目标跟踪过程中的自动镜头缩放,由此提高跟踪稳定性。最后搭建系统,验证整个算法的可行性。     

基于改进蚁群算法的无人机2 维航路规划

针对传统蚁群算法在无人机3 维航路规划中存在搜索时间长、容易陷入局部最优解的问题,提出一种蚁 群算法的改进策略。将固定翼无人机的性能约束条件作为待扩展节点是否可行的判断条件,减小计算量和算法搜索 时间;对航路点的高度规划采用直接设定策略,将3 维航路规划问题简化为2 维航路规划问题,减小算法的复杂性; 改进全局信息素更新规则和安全启发因子,解决了局部最优解和威胁源规避问题。仿真结果表明：改进蚁群算法与 传统蚁群算法相比,能够有效规划出一条从起点到终点的飞行航路,具有更高的有效性和实用性。     

手持式点面杀伤武器结构模型及优化

介绍了一种适于单兵使用的手持式点面杀伤武器新结构模型．该模型依据单兵点面杀伤武器的特殊要求,在整体布局上突破了传统自动武器的结构模式．建立了相应的动力学方程,采用正交优化设计方法,分析了模型中主要物理参数对系统动力学特性的影响,为单兵点面杀伤武器结构设计提供了参考数据．     

彩色夜视融合图像熵评价研究

为了研究传统统计方法在彩色夜视融合图像质量评价的适用性,在分析各种统计方法的基础上,选择了“熵”作为客观评价方法,采用C-均值聚类方法和自动确定最佳颜色类数方法计算彩色图像熵。实验对10种不同场景的微光与红外图像采用4种融合方法产生的40幅彩色图像进行了熵计算和“感知质量”与“细节”主观评价。统计分析结果显示,“感知质量”与“熵”的相关性系数只有0. 41,说明熵统计方法在彩色夜视融合图像质量评价上存在困难。对采用统计方法评价彩色夜视融合图像质量存在问题作了讨论。     

模板图像尺寸可变的相关跟踪方法

相关跟踪过程中,序列图像中的实时图像与模板图像间存在灰度差异和几何形变,当前工程中采用相关匹配算法中的模板图像为矩形结构,为了在模板中尽可能的包含目标,模板中就不可避免的含有背景数据,但传统相关匹配算法中模板图像中的每一个像素都要参与计算,而且模板尺寸是固定的,这样就使得算法跟踪不稳定、容易丢失目标。为此提出一种变模板图像尺寸的相关跟踪方法,该方法实现了对模板图像尺寸的实时修正和非矩形模板相关匹配,试验证明此方法具有较强的抗几何变形的能力以及对复杂背景环境的适应能力。     

基于量子遗传算法的军用道路纵断面优化设计

为实现军用道路纵断面变坡点里程和设计标高的同时优化,在分析传统纵断面优化设计方法的基础上,提出了一种基于量子遗传算法的纵断面优化设计方法,以工程量大小作为评价函数,建立了优化设计数学模型,并给出了详细的求解步骤,最后进行了实例仿真。实例仿真结果表明:与传统的遗传算法相比,本算法模型具有更好的全局寻优能力,能更快速地给出军用道路纵断面设计的初始优化方案,若在此基础上进行人工调整,优化效果更为明显。     

基于改进的复合自适应遗传算法的UUV水下回收路径规划

传统遗传算法的变异操作会简单随机产生新的路径,对算法进化性能有不利影响,使算法易陷入局部最优的陷阱;遗传算法常配合栅格法进行路径规划,所得的最优路径并非无人水下航行器(UUV)回收路径规划可获得的最短路径,并存在UUV机动性能可能与最优路径冲突的问题。为此,设计一种具有UUV机动性约束条件的改进遗传算法,提出环境复杂度的概念用于分析机动性约束的具体取值,使路径规划适配于UUV的机动性,使算法结果更具实用性;提出复合自适应变异策略,控制变异的个体在迭代过程中发生自适应的进化;当一定迭代数内种群进化停滞时,引导最优个体进行双阶段自适应变异,从而使最优路径趋近全局近似最优解,有效提高算法的收敛速度。基于MATLAB软件的算法对比仿真结果表明一般复杂水域和复杂水域环境下,改进的复合自适应遗传算法生成的最优路径相比于遗传算法和自适应遗传算法的最优路径更加平滑,路径长度更低,可见改进的复合自适应遗传算法在路径规划上收敛性能和寻优能力更优,更具有可行性和优越性。     

射线跟踪技术分析电大尺寸天线罩的寻迹算法

用几何光学—单一平面波射线跟踪技术解决电大尺寸多层介质罩内电磁波传播问题的关键任务是求解射线与各介质分界面的交点,尤其是该文的背景课题为了考虑介质分界面曲率的影响,需要计算波阵面的曲率矩阵,因此有必要用更严格的方法来求射线与曲面的交点。该文论述了在已知天线罩各介质分界面曲面方程的情况下,如何用数值方法中的二分法来计算射线和介质分界面的交点,其算法直观、可靠,而且适用的曲面方程形式广泛。     

一维相控阵引信制导信息选取对起爆角误差的影响分析

传统侧视引信拦截弹道导弹时,存在炸点可能滞后的问题,虽然采用波束前倾的方法可以解决这一问题,但增加了引信的设计难度。利用一维相控阵引信的波束控制技术,自适应地改变波束倾角并结合起爆角算法实现最佳起爆控制。推导了两种起爆控制算法,对其做了仿真,分析了其优缺点。