模板匹配的一种快速算法

图像匹配是计算机视觉中的重要应用之一,常用的算法是基于归一化相关系数的模板匹配算法;针对原有算法计算量大,匹配时间长的问题,提出了基于降采样和分块快速傅里叶变换(FFT)的方法,对原始算法进行了改进,并设计了两组对比实验进行验证;结果证明算法不仅匹配准确,对外界条件具有良好的适用性,而且匹配时间缩短为原始算法的1/5,提高了匹配速度。     

基于沿海声层析技术的水下目标探测技术

针对难以对水下目标进行快速有效探测的难题,利用声层析的方法观测域内的水下目标尾流分布及其随 时间演变过程,通过流场变化以实现对水下目标的探测。通过沿海声层析(coastal acoustic tomography,CAT)5 站声 同步传输观测试验,获得双向声传播时间数据,进行流场分布反演;利用3 维反演方法观测得到自主式水下潜器 (autonomous underwater vehicle,AUV)潜航所在深度的水平流场演变过程,反演结果与直接计算的路径平均流速基 本吻合;实验过程中,鱼雷型水下机器人经过后流场产生明显波动,声学多普勒流速剖面仪(acoustic doppler velocity profiler,ADCP)与CAT 观测结果分别为1.57, 1.43 m/s。结果表明：利用CAT 方法在小尺度区域内观测探测AUV 目 标取得的成功,为后续的观测实验打下了基础。     

基于直接支持向量机的蒸发波导参数反演研究

针对蒸发波导反演过程中的非线性多值问题,提出了运用改进的最小二乘支持向量机算法——直接支持向量机,对蒸发波导的折射率剖面进行反演,仿真结果表明,该算法训练模型与抛物方程正向模拟结果吻合度高,相比最小二乘支持向量机,对传播损耗和折射率剖面的模型训练速度更快,训练完成后可以实现对蒸发波导参数的快速反演;比较遗传和神经网络算法反演的高度差值,结果显示了该算法具有更高的准确度。     

基于新Dirichlet先验分布的指数寿命型产品多阶段可靠性增长Bayes分析

本文基于新的Dirichlet先验分布,建立了多阶段指数寿命型产品可靠性增长的Bayes模型。本模型充分利用先验信息和阶段试验信息,采用最优化方法解决了新的Dirichlet先验分布超参数因物理意义不明确而难以确定的问题;利用Gibbs抽样算法进行后验推断,合理估算出当前阶段和后续试验阶段产品可靠性的Bayes点估计和置信下限,并利用该模型研究实现了对产品可靠性的预测。实例证明了该模型在多阶段指数产品可靠性增怅分析中的直观性与有效性。     

多尺度粒子滤波算法对目标状态估计的研究

当观测值给定的条件下,为了提取未知参数的信息,文中基于Gibbs与Metropolis-Hasting两种重要采样提出了多尺度粒子滤波算法。该算法在目标状态空间上一条马尔科夫链上,采用不同的粗细尺度进行交替采样来传递目标的状态信息和参数信息,从而搜索目标状态的最大后验分布函数。从而实现对机动目标状态的最优估计。其中细尺度采样保持了估算的精度,粗尺度提高了运算效率。仿真表明,该新算法实现了算法精度和效率的良好折衷。     

粒子滤波算法在视频目标跟踪中的改进与运用

为实现粒子滤波算法在视频目标跟踪领域的应用,减小算法的运算量,提高算法的适应性和鲁棒性,文中提出利用构造等价有效粒子数的概念,采用选择重采样的方式减少重采样的执行步骤,减少运算量。同时为减小算法对亮度的敏感性,提出利用HSV色彩基准代替RGB色彩基准作为目标特征,对目标进行识别。最后对改进算法进行了试验,结果表明文中所提的方法能减少算法的计算量,有效的改进算法在视频目标跟踪中的稳定性。     

一种新的红外激光联合跟踪滤波算法

红外跟踪与激光测距的联合跟踪系统在实际工程中得到越来越多的应用,但两类传感器采样不同步是比较常见的,从而带来了一些新问题.激光测距机的采样频率远远低于红外测角的采样频率,并非每个采样时刻都可以得到测距信息,因此,目标跟踪存在可观测性问题.提出了一种新的红外激光联合跟踪算法,即先对测角数据进行基于变长有限记忆最小二乘的预估计,然后将预估计后的测角结果与激光测距信息一起代人转换测量Kalman滤波方程中进行滤波.由于该算法有效的利用了全部测角信息,因此有利于改善跟踪估计性能.仿真实验表明,该算法具有较高的跟踪精度,且计算量较小.     

基于RANSAC + LS算法的红外成像全局运动设计

提出了一种基于RANSAC+ LS算法的红外成像全局运动估计方法。该算法的实现过程如下：首先对匹配块进行预检验;然后利用本文算法对尽可能多的内点进行运动参数估计;最后对参数估计结果利用双线性内插方法进行运动补偿。该算法计算速度快,比RANSAC算法利用了尽可能多的内点,并能克服LS算法易受错误匹配对和外点影响的缺点。利用对实际拍摄的红外图像实验表明,该算法计算精度高于RANSAC算法和LS算法。     

基于神经网络算法的发射场坪承载能力预测方法

为进一步提高发射场坪的快速选定能力,提出基于线性多元回归算法、反向传播（BP）神经网络算法和径向基函数（RBF）神经网络算法的发射场坪承载特性近似模型,对其承载能力进行快速预测。采用了引入参数敏感度的优化拉丁超立方采样方法,构建样本空间并分别建立起竖载荷和发射载荷下的算法预测近似模型;利用上述预测算法,通过某结构参数未知的场坪在起竖载荷下的动力学响应,预测其在发射载荷下的可能最大弯沉值,判断土基弹性模量未知的发射场坪承载能力。结果表明：RBF神经网络算法对起竖载荷和发射载荷下的场坪最大弯沉量均具有最优的预测性能,与有限元计算结果相对比,回归系数分别为0.941和0.983,模型精度较高,具有可信性;预测结果与仿真结果的平均误差为10.46%;对于承载强度较大的场坪,残差范围在±2 mm以内,对发射过程中的场坪选定决策具有参考价值。     

基于数字欠采样的SAR转发器

提出了一种新型的SAR转发器实现方法——数字欠采样方法．从转发器原理、频谱翻转原理、带通信号欠采样等方面论证了新方法的可行性．根据工程应用中对频率稳定度的要求,在不同波段和不同带宽情况下对传统的模拟混频方法和新的数字欠采样方法进行了脉冲压缩仿真实验,并根据脉冲压缩结果的主副瓣比技术指标,给出了最小频率稳定度要求．仿真实验结果表明数字欠采样方法具有更大的优势．     

液压转台摩擦模型优化辨识

针对液压转台系统存在的非线性动态磨擦辨识精度不高的问题,提出将一种基于优化策略的算法应用于液压转台的LuGre摩擦模型参数辨识以提高动态摩擦辨识精度。基于优化策略的遗传模拟退火算法既具有遗传算法的全局性和并行性,又具有模拟退火算法的局部搜索能力,可以提高非线性动态摩擦辨识精度。在介绍液压转台LuGre摩擦模型基础上,推导了基于优化策略的LuGre摩擦模型动态摩擦参数和静态摩擦参数的辨识方法并应用于液压转台系统,最后的仿真实验验证了这种方法的有效性。     

频谱细化算法分析

介绍了当前广泛应用的ZFFT、FFT-FS和CZT三种频谱细化算法的原理,通过大量蒙特卡洛仿真计算归纳了各自的应用特点:ZFFT可以抑制频率间的干涉,对整周期采样信号分析精度高,否则误差较大;FFT-FS和CZT对单频信号分析精度高,不适用于密集多频信号的分析,但估计精度不受整周期采样的影响;从频率分辨率的角度对三种频谱细化算法的实质进行了分析比较:FFT-FS和CZT是一致的,都是在不增加数据长度的前提下,通过插值增加FFT的变换点数,提高计算分辨率,不能改善信号的频率分辨能力;ZFFT和DN点FFT变换是一致的,它并不能真正提高物理分辨率实现频谱细化的功能,只是一种节省运算量的快速算法,可以改善信号的频率分辨能力,但以增加数据长度为代价。     

基于加速度振动信号的速度和位移积分误差分析

工程实际中速度和位移信号较难获取,本文通过加速度同速度和位移间的微分关系求得速度和位移。尽管加速度和速度、位移间的数学关系较为明确,但在求取过程中受各种因素的影响,无论采用何种积分算法误差在所难免,影响误差的因素主要有传感器自身因素（零漂）和信号采集精度等,文中忽略零漂以及速度和位移信号初值的影响,重点分析采样频率和采样数据长度对积分结果的影响,在采样数据长度一定的前提下采样频率越高积分误差越大。在采样频率一定的前提下,采样数据的长度对积分误差的影响有限,因此在工程实际中应该尽量采用高采样频率保证计算结果精确。     

捷联惯导初始对准的UKF改进算法

针对UKF在捷联惯导系统静基座大方位失准角的初始对准中出现的计算量大和滤波数值不稳定的问题,本文提出了改进的UKF滤波。改进的UKF滤波应用了超球面采样和平方根滤波方法,降低了算法的计算量,提高了滤波过程中的数值稳定性。仿真结果表明,改进的UKF滤波在保证初始对准滤波精度的前提下降低了计算量,提高滤波性能,验证了改进的UKF滤波方法的有效性和优越性。     

粗糙海底单基地散射和混响建模与仿真

长期以来,混响强度计算主要采用基于简单的半经验性质的散射模型,未能考虑环境参数。而实际上,混响产生的过程中,海底环境对混响至关重要。本文采用地声学海底交互模型（GABIM）将海底分为两层,逐层计算界面散射和体积散射的散射截面,得到海底散射强度的计算公式。在此基础上建立了一个海底混响强度随海底环境变化的单基地混响模型,其采用单频信号仿真海底混响信号,结果表明,混响信号特性符合理论,且改变环境参数混响也随之产生变化,验证了该海底模型的可用性和环境适应性。     

合成孔径声纳图像阴影增强方法研究

合成孔径声纳成像时,需要从不同位置采集目标的回波,从而造成目标的阴影被模糊。传统的声纳图像增强方法没有利用合成孔径声纳的成像机理,难以对阴影进行有效增强。从合成孔径声纳信号处理的角度,给出了固定焦距阴影增强（FFSE）算法的严格证明过程,导出了不同变换域下阴影增强的处理方式。对于多子阵合成孔径声纳,使用不均匀分离快速傅里叶变换（NSFFT）消除方位向的不均匀采样,然后在距离多普勒域进行阴影增强。分别对海上试验和湖上试验的数据进行了分析。处理结果表明,该方法能够显著增强合成孔径声纳图像的阴影,具有较强的实用价值,对于后续的图像分割和目标识别具有重要意义。     

对搜索雷达不等间隔采样问题的分析

在对搜索雷达采样数据的使用过程中,通常认为数据是基于等间隔采样得到的,但实际采样过程中,由 于目标与搜索雷达间存在相对位移,使得搜索雷达针对某一目标的采样数据间隔并不相等,将不等间隔采样数据近 似为等间隔采样数据处理会造成原理性误差。为得到实际的采样间隔,提出利用迭代算法计算不同航迹运动目标的 实际采样间隔。在分析搜索雷达对目标进行搜索和对目标信息进行采样处理过程的基础上,仿真分析不等间隔采样 对运动目标速度信息提取产生的影响,并以一匀速运动目标为例讨论将实际非等间隔采样数据近似为等间隔处理对 目标速度的影响。计算结果表明：搜索雷达对目标的实际采样间隔与目标飞行方向、目标与雷达距离以及目标速度 等存在一定的关联。该分析计算方法对于提高搜索雷达对运动目标的测量精度有一定参考价值。     

圆阵单通道顺序采样二维超分辨测向算法

针对单通道测向方法普遍存在运算量大或测向精度低的缺点,提出圆阵单通道顺序采样二维超分辨测向的算法。算法将圆阵多次轮巡所得的顺序采样数据等效为每个阵元同时采样并进行多次快拍的数据,并通过构建单通道圆阵特有的含有开关切换时间间隔的导向矢量,采用等效加权的MUSIC算法,实现对信号的测向。计算机仿真证明:其具有较高的测向精度,逼近了多通道测向算法。     

改进的模拟退火算法在水下机器人S面运动控制参数优化中的应用

从模糊逻辑控制思想出发,借鉴PID控制的结构而设计的S面控制器