计算智能主要算法的比较与融合

计算智能算法的融合可以有效解决实际问题,但算法选择带有一定盲目性.文章对计算智能的主要算法--人工神经网络、人工免疫系统、模糊系统和遗传算法等的特性进行比较,提出了四种融合形态--串联型、并联型、部分融合型和完全融合型,以及融合步骤、融合的数学描述,讨论了六种融合算法的特点和方法.融合提高了算法性能大了应用范围.通过比较明确了计算智能算法的选择方法和进一步研究的方向;通过仿真分析说明了算法融合思路的正确性.     

一种考虑传感器精度的数据自适应加权融合算法

为增强多传感器测量数据融合效果,在综合考虑传感器初始精度与实际测量精度的基础上,提出了一种改进的自适应加权融合算法。将证据理论中的修正证据距离引入传感器实际测量数据间距离计算,基于计算得出的测量数据间距离生成各数据融合时的测量权重值。当传感器精度已知或者能够计算得出时,将基于传感器精度生成的固定权重与测量权重相综合,生成最终权重;当传感器精度未知且无法计算得出时,将测量权重作为最终权重。基于多种典型算例对所提融合算法进行验证,结果表明所提算法融合效果较好,具有一定的理论意义和较好的工程实用价值。     

微波通信中大气波导干扰的工程估算

简要地分析了微波通信系统中大气波导干扰的产生机理，介绍了一套可供工程应用的大气波导干扰电平的估算方法，根据该算法可以计算不同发生时间百分比情况下的大气波导干扰电平，最后给出一个根据该算法计算的、并经过较长时间的工作实际验证为正确的工程实例。     

一种多传感器空情信息融合算法

针对防空指挥系统快速反应决策能力要求,给出了可行的系统信息融合处理软件组成结构及功能描述,提出了一种适用于快速空情信息融合的通用信息融合处理方法和模型算法。建模过程中,提出的信息融合处理方法和模型算法将防空指挥系统信息融合的复杂过程条理化、公式化和数字化。仿真结果证明,该方法是正确和有效的。目前,该方法已应用到实际工程中。     

雷达/红外成像复合制导信息融合技术

主动雷达/红外成像复合是当今复合制导技术的重要发展方向之一,而信息融合技术又是复合制导中的关键技术之一,对雷达/红外成像信息融合技术的研究具有较高的理论价值和工程意义.从雷达/红外成像复合制导的工程应用出发,全面分析了基于分布式结构的雷达/红外成像复合处理系统中的信息融合技术,包括跟踪滤波算法、数据预处理算法(时空对准算法和测量数据的野值剔除算法)、数据关联算法与数据融合算法,重点研究了一种基于测量噪声相关情况下的加权航迹融合算法,对该算法进行了理论推导和数字仿真,仿真结果表明:该算法融合精度高、实时性好、可以满足雷达/红外成像复合制导中信息融合技术的要求.     

高速数字信号处理器(DSP)在图像融合处理系统中的应用

提出一种基于新型高速数字信号处理器TMS320C6201的可见光-热红外双通道图像融合系统的设计与实现方案,该系统可以解决某些图像融合处理算法的大数据量计算与处理实时性要求之间的矛盾。     

基于GPU的PCA图像融合算法研究

遥感图像融合技术是有效利用多传感器、多平台、多光谱、多时相遥感数据的主要途径.针对经典的主成分分析(PCA)融合串行算法,提出一种新的基于CPU/GPU异构系统的并行PCA融合算法.实验结果表明,基于CPU/GPU异构系统CUDA架构的并行PCA融合算法充分利用GPU的并行处理能力,计算速度提高幅度明显,图像越大越复杂,提高的幅度越大,处理4096×4096图像数据时,最高能获得将近134倍的加速速率,极大的提高了PCA融合算法在实际应用中的实时性.     

基于多传感器探测精度的正确融合航迹判断

融合航迹与真值航迹的正确相关性判断是进行多传感器数据融合性能评估的基础,传感器的探测精度对融合系统的性能具有较大影响。文中提出了一种新的融合航迹判断技术,通过计算参与融合的各传感器探测精度,并作为融合航迹与真值航迹之间相关性的距离判断阈值,提高了判断的处理效率和准确度。通过工程应用,证明了算法的可行性。     

利用激光三角法测量货车车厢体积

介绍了利用激光三角法测量货车车厢体积的原理和方案,并阐述基于该原理所开发的车厢体积测量系统中的关键技术。重点指出了基于激光三角法如何构建测量系统以及测量系统的各个组成。在测量系统的关键技术中,详细阐述了车厢体积分割计算技术。通过所采用的三阶灰度矩边缘检测算法,对于各种车轴的货车,都可以精确地去除车头和车底货架并计算出车厢体积。此外,还提出可以通过截面数据的翻摺和拼合来减少激光器的数量。该测量系统已应用货车厢体积测量的实际工程中,通过大量实际货车数据验证它的可行性。     

多尺度融合估计算法及其在导航系统中的应用

针对如何将多传感器的数据进行融合处理、提高数据处理的可靠性和处理精度的现实问题,提出一种多尺度融合估计算法,对多传感器的数据进行估计处理。该算法首先建立系统的动态方程和观测方程,然后利用小波变换将数据在不同尺度上进行融合处理,归纳出该算法的实现步骤。最后通过在SINS／GPS组合导航系统中的实际应用,进一步证明了该算法能够有效地提高多传感器数据的处理精度。在实际应用时,结合应用环境设置适当的尺度,可以达到较好的应用效果。     

基于非下采样Shearlet变换与压缩感知的图像融合

针对非下采样剪切波变换(NSST)分解后图像的高频系数数据量较大且具有较大稀疏性的问题,本文提出一种基于NSST和压缩感知(CS)的图像融合算法。算法首先采用NSST对源图像进行分解;其次利用CS算法将NSST分解后的图像的高频系数进行压缩、融合及重构;然后利用"局部区域能量和局部区域方差"联合指导待融合图像的低频系数的融合;最后利用NSST逆变换重构融合图像。由于只需要对高频系数的压缩值进行融合,因此算法可以在不影响图像融合效果的同时加快代码的运行速度。仿真实验表明,该算法不需要原图像的先验知识就可以完成图像的融合,当图像的尺寸较大时,该算法牺牲了微小的融合图像质量,但却可以显著提高算法的运行速度,减小代码的时间代价,降低对硬件系统的要求。该算法对于融合系统的实时性要求提供了一种思路,具有较大的应用价值。     

基于分布式两坐标雷达网络的目标三维跟踪算法

针对目前的航空管理和作战指挥系统的需求,该文提出一种基于分布式两坐标(2D)雷达网络的目标3维跟踪算法。首先,该文从集中式框架下融合中心的广义量测方程出发,推导了融合中心的更新方程。而后,将更新方程中的量测用各部雷达的局部跟踪信息来代替,并由此得出目标3维状态的估计。从推导过程可知,该文所提算法是量测扩维的集中式融合算法通过矩阵变换直接得到的,只是变换过程中对单雷达跟踪模型进行了近似,因此是次优的。最后,蒙特卡罗仿真实验表明,该算法收敛速度很快,且跟踪精度很高,可以满足实际需求。     

基于多小波分解的多光谱图像矢量融合

在实数域中,对称、正交的紧支集非平凡单小波基不存在,而多小波把紧支性、对称性、正交性完美地结合在一起,使小波理论从标量扩展到矢量范畴。考虑到图像多小波变换系数具有矢量特性,该文将基于像素点和基于区域的标量融合策略推广到矢量情形,提出一种新的、在多小波域中基于矢量融合的图像融合算法,充分利用多小波变换域系数矢量内部各个分量的相关性来提高融合质量。两波段真实多光谱图像融合实验结果表明,与单小波标量融合方法相比,多小波矢量融合算法获得的图像具有较优的视觉效果和客观评价指标,从而证明了用于图像融合时,多小波较之单小波更适合于人类视觉系统,具有广泛的应用前景。     

一种基于提升小波变换的图像融合方法

在针对传统的多尺度分解的融合方法运算速度慢、内存需求量大，不适于实时应用的局限性的基础上，提出了一种基于提升小波变换的图像融合算法。多个源图像分别进行提升小波分解，使用恰当的融合规则合并各尺度对应的分解系数，通过提升小波逆变换得到融合图像。实验结果表明，提出的算法无论在执行时间还是融合图像质量上都优于传统方法，有广泛的应用前景，特别适用于实时系统。     

基于提升小波的图像融合

提升算法能够有效地解决目前常用的多尺度分解方法所存在的运算速度慢、对内存的需求量大、不适于实时应用的局限性。介绍了提升算法的过程，基于提升小波的图像融合算法。实验结果表明，该算法融合后的图像质量上优于一般小波变换的传统方法。     

基于BP神经网络辅助的车载组合导航算法研究

针对INS/GPS组合导航系统在GPS信号被遮挡时,GPS接收机失锁导致导航精度迅速下降的问题,提出了基于BP神经网络辅助的组合导航算法。即在GPS信号锁定的时候,采用卡尔曼滤波对INS/GPS信号进行数据融合得到实时的精确位置,同时利用组合导航输出信息对BP神经网络进行实时在线训练;一旦GPS失锁,利用之前训练好的神经网络对INS系统进行误差补偿,解决精度迅速下降问题。通过跑车实验证明,速度精度在0.2m/s以内,位置精度为25m以内,该算法对INS/GPS组合导航系统有效。     

一种精确的预警机误差配准算法

误差配准是多传感器数据融合的先期处理过程。介绍了载机雷达所用坐标系,在考虑载机机动的前提下,给出了预警机系统到地面融合中心的基于地心地固坐标系(ECEF)高精度坐标转换算法。分析了由于载机机动导致的转换偏差,给出了误差补偿模型,然后用卡尔曼滤波实时估计出预警机对地面融合中心的系统偏差,从而实现对预警机的误差配准。计算机仿真结果证明了算法的正确性和有效性。     

Complex-permittivity measurement on high-Q materials via combined numerical approaches

A modified indirect algorithm for extracting real permittivities from measured resonant frequencies has been developed. It is based on the perturbation theory along with the Newton iteration method, and improves the speed of the calculation with a factor of 2-4. It is superior, especially when system matrices under calculation are large. Based on the complementary advantages of the modified algorithm and a direct algorithm, a mixed algorithm of high speed and accuracy has been described. A real measurement system incorporating the linear fractional curve-fitting method and the mixed algorithm has been built to measure complex permittivities of high-Q materials.     

基于红外运动目标分割的夜视融合系统设计

为了提高夜视系统的质量以及目标探测性能, 设计了红外视频运动目标与可见光融合夜视侦察系统。系统在硬件处理平台上实现了基于人眼视觉的红外运动目标分割算法和基于目标特性的加权融合算法, 采用红外运动目标分割电路和融合处理电路互联的结构, 首先利用FPGA为核心的红外目标分割电路提取红外视频中的运动目标, 然后将只有红外运动目标的视频输入后端DSP融合处理电路中进行融合处理, 最后从系统中输出一系列目标形态突出、背景细节清晰的融合序列。实验结果表明: 该系统可以提高夜视融合系统目标探测性能和探测概率, 融合结果的各项评价指标提高了90%以上, 有的评价指标甚至提高了7倍以上, 可以很大程度地降低系统的虚警率。     

实时图像融合技术研究的硬件实现

在多通道多传感器图像像素级融合算法深入研究的基础上，针对可见光与长波红外图像融合的实际需要，开展其实时实现技术的研究，建立了基于高速数字信号处理器TMS320C62的实时图像融合原理实验系统，并开展了多数字信号处理器并行结构的实时图像融合系统设计与仿真研究。