光电系统捕获跟踪控制方法研究与仿真

研究光电系统电视捕获的准确跟踪问题.光电系统在跟踪阶段,一旦物体的运动速度较快,方向突变性较强,会造成光电系统中的控制出现超调和振荡,系统性能差.传统算法在对快速运动目标进行捕获时,由于系统的超调和振荡,导致目标在捕获阶段逸出跟踪视场,造成跟踪不准确.针对上述问题,提出了一种采用α-β-γ滤波器的捕获跟踪控制算法.根据目标的运动特性和运动状态建立捕获跟踪模型,通过α-β-γ滤波器预测目标下一时刻位置和速度,采用复合控制进行随动跟踪,降低系统的超调量和缩短过渡时间,从而实现对快速运动目标的捕获跟踪.实验结果表明,运用该控制算法可以有效地解决目标在电视捕获阶段逸出视场的问题,提高系统对快速运动目标的捕获跟踪能力和跟踪精度.     

卡尔曼预测及姿态补偿算法研究及在机载天线稳定跟踪系统扰动隔离应用

在机载天线稳定跟踪系统进行目标卫星捕获跟踪的过程中,载体飞机本身所具有的位置变化和姿态变化的动态性能能增强天线跟踪系统工作的灵活性和机动性,但也容易发生由于载体扰动造成的目标跟踪失效;针对目前广泛应用的捷联式稳定跟踪平台,提出了一种隔离载体扰动的融合算法,利用卡尔曼滤波对天线载体的位置进行预测,提前补偿了飞机线运动对稳定跟踪精度的扰动,并给出了方位、俯仰速率陀螺仪构成反馈速度环的姿态补偿算法,建立了以算法为基础的仿真模型;仿真结果表明,该算法模型下的跟踪值更接近于目标卫星的真实值,载体飞机的位置和姿态扰动被有效隔离。     

基于用户行为分析的手势跟踪方法

人手结构的高维性而导致粒子滤波跟踪方法中采样数目非常庞大,是实现运动人手的实时性跟踪研究的主要障碍之一.以降低粒子数目为目标,以行为分析和建模为切入点,提出一种手势跟踪方法.首先分析操作者在手势操作过程中的行为特征,建立人手运动的动态模型;其次,研究动态模型的基本特征,并给出一种描述方法;然后,建立人手运动的时段模型,分析了手势状态的时间-空间关系.在此基础上,提出了状态变量微观结构的概念,重点给出了基于状态变量微观结构的手势跟踪算法;最后,设计和完成了实验,并与相关参考文献方法的实验结果进行对比.结果表明,采用该算法,用少量粒子就可以得到比较精确的跟踪结果.提出的核心算法已经用于一个基于自然手势交互的三维虚拟装配原型系统.     

目标空间并行中的合并问题

目标空间并行结构是实现多机并行图形系统的最好方法之一。本文在分析讨论了几种典型的目标空间并行图形系统后，提出了共享总线、对称、变结构目标空间并行的系统结构；指出最佳图形系统是与应用紧耦合的，并且要保持系统硬件结构与软件结构的一致性。最后，文章着重讨论了总线二叉树式的结构特点；实验证明，该系统结构具有生成图形速度快、系统稳定等特点。     

基于空间的计算机支持的协同远程教学系统模型

利用空间模型描述了协同教学系统的特点和组成要素;分析了其过程模式攻虚拟教室模型;利用Petri网描述了该系统中用户、异步和同步课程管理模型;设计并实现了相应的系统结构模型。     

协同远程教学系统的子空间模型与实现

现代远程教育模式实际上是一种计算机支持的协同工作（CSCW）模式下的应用。新一代的远程教学管理和课程发布模式,必须具有提供强大的自主学习、异步协作和实时学习的课程发布能力,具有开发放性、信息共享性、自动化支持、工作协同性、分布性、群体感知等特点。根据协同远程教学系统的基本要求。本文利用一种子空间组合模型从语义上描述了系统组要素和结构;研究了协同教学系统中用户和课程管理模型;分析了协同教学的过程模型和虚拟和虚拟教室模型;设计并实现了相应的系统结构模型。     

基于虚拟图像注入的目标模拟器设计

提出了一种新的基于虚拟图像注入的目标模拟器的研究方法。该方法基于速度追踪原理。模拟器从主控计算机获得跟踪设备及目标的参数,用DSP产生图像数据,FPGA控制图像时序,最后通过Camera Link接口将目标跟踪的图像数据发送出去,完成对目标捕获及跟踪的模拟训练过程。给出了软、硬件实现的方案和结构。跟踪捕获过程可以达到目标场景的全景性和实时性,能够满足光电跟瞄设备的运行维护与操作训练要求。     

基于增量子空间自适应决策的目标跟踪

基于增量子空间的目标跟踪算法多数不加选择地将检测到的目标作为模板训练的样本, 并以固定频率更新模板, 这种无反馈闭环机制使得算法在目标外观模型发生变化、 光照变化等复杂条件下难以鲁棒跟踪目标, 一旦跟踪失败很难从错误中恢复. 为此, 我们提出一种反馈闭环跟踪算法, 在增量子空间粒子滤波跟踪框架下, 引入跟踪状态判决作为后续模板更新依据. 通过判决反馈信息选择合适的样本适时更新模板, 有效克服目标外观模型的变化, 持续跟踪目标. 实验结果表明, 由于引入跟踪状态判决, 在目标外观变化、光照变化等情况下, 本算法能够以与环境相适应的频率及时更新模板, 提高跟踪精度, 实验结果验证了本文算法的鲁棒性和有效性.     

一种改进的临近空间高超声速飞行器跟踪算法

针对传统的自适应网格算法在跟踪高超声速飞行器高机动目标时,会出现跟踪位置不稳定的问题,在自适应网格算法中引入了转换模式和抑制模式,得到了一种改进的变结构交互多模型算法——SAG-VSMM算法,通过转换模式和抑制模式的切换来避免了不同模型状态滤波过程中的相互干扰,具有更好的鲁棒性.仿真结果表明,改进方法在跟踪临近空间目标时,能够实现对目标的精确跟踪,并且具有计算量较小、跟踪精度高、鲁棒性强的特点,较传统自适应网格算法跟踪精度得到一定提高.     

多引导源在光电经纬仪跟踪系统中的应用

在某姿态测量系统中,伺服系统控制经纬仪在方位和俯仰两个自由度运动对目标进行实时跟踪;测量分站主控计算机首先通过接收外部引导信息快速将目标引入捕获电视视场,当脱靶量信息稳定后切入电视跟踪模式;当目标位置超出捕获电视作用距离后,重新切换到外引导模式,并进行必要的地球曲率修正,保证测量电视系统对目标的连续成像;实际应用证明,多种引导源可以相互补充,扩展系统的捕获和跟踪能力,提高跟踪精度.