高逼真激光雷达场景建模与分析

为了提高激光雷达场景的仿真逼真度,采用光线跟踪的方法构建了以激光成像模型为基础的激光成像模拟仿真系统.结合激光散射定律,对计算机图形学中基本光照模型进行了一系列改进,得到了简化的用于高真实感场景仿真的激光成像模型,具体的改进如下:1加入激光光源的直接反射分量;2将多光源光亮度模型改变为多次反射的功率模型;3在模型中引入探测器噪声项.对典型场景进行了激光雷达场景成像计算,用采集到的激光雷达图像数据进行对比分析.仿真结果表明,模拟结果与实采图像在基本特征上是相似的;定量分析结果表明,模拟图像与实采图像在主要特征上是相符的.     

基于AOK时频分析的窄带雷达目标架次分辨方法

针对非平稳运动编队目标的分辨问题,基于ISAR技术和非平稳分析时频分析理论,研究了一种基于自适应最优核（AOK）的窄带雷达目标架次分辨方法,给出了窄带雷达目标架次分辨处理过程和算法步骤.不同于传统方法,该方法主要利用目标相对于雷达的转动引起的多普勒差异来分辨目标,并考虑了交叉干扰的抑制性、信号能量的聚集性,可获得更优的分辨效果.基于实测数据的对比实验结果证明了该方法的有效性.     

基于激光雷达和摄像机的前方车辆检测

考虑到激光雷达和机器视觉间信息的互补性,提出了一种融合图像和雷达信息的前方目标车辆检测方法.分析激光雷达数据的特点,提出了改进的基于密度的空间聚类算法实现雷达数据的聚类.目标车辆检测时,首先通过信息融合确定车辆的初始检测区域,生成车辆假设;然后利用模糊推理系统融合车辆多个特征验证车辆假设,实现车辆检测.试验结果表明,算法实现了无约束条件下的目标车辆检测,并且具有较好的适应能力和抗干扰能力,能准确地检测前方目标车辆.     

空间激光雷达最小接收光功率的计算

采用信号检测的统计思想,在详细分析雷达接收机各种噪声大小与概率分布、计算空间背景光大小和光谱特性的前提下,基于信号检测理论中的虚警概率和发现概率提出了一种能直接计算非相干检测方式下所需最小光功率的方法。仿真结果表明,由该方法计算的最小光功率能够更好地优化激光雷达系统的性能。     

一种低秩联合稀疏模型下的杂波抑制方法

针对现有穿墙雷达探测研究中,墙体回波抑制算法需要采集全部雷达回波导致运算复杂的问题,提出了一种低秩联合稀疏模型下的墙体回波抑制方法。在提出的方法中,从雷达回波中分离墙体回波和目标回波的任务被转化为一个低秩保持和稀疏约束的优化模型,并使用交替方向乘子法求解该优化模型;最后分离出墙体回波后的回波信号被用于雷达成像。仿真实验结果表明,该方法对各种情况下的墙体回波都能有效去除。与当前经典的奇异值分解、迭代软阈值方法相比,所提出的杂波抑制方法在穿墙雷达成像中具有更高的目标杂波比。     

激光雷达在大气和海洋污染探测中的应用及其发展趋势初探

激光是一种新型光源,激光与普通光相比,具有很好的单色性、方向性、相干性和高亮度以及高功率、高能量等特点。激光雷达是利用了激光的优良性能,集激光技术、光学技术和微弱信号探测技术于一体而发展起来的一种现代化光学探测手段。激光雷达的探测波长短、波束定向性强,能量密度高,因此,具有探测灵敏度高、空间分辨率高,能分辨被探测的物种和不存在探测盲区等优点,已经成为目前对大气、海洋和陆地进行高精度遥感探测的有效方法,广泛地应用于环境监测、航天、通信、导航和定位等高新技术领域。本文简述了激光的特性,重点阐述了激光雷达特点及其在大气污染和海洋烃类污染等方面的应用情况和发展趋势。     

基于IEKF序列图像分析的航天器相对状态测量方法

提出了一种基于IEKF序列图像分析的航天器间相对状态单目视觉测量方法。该方法利用具有正方形几何结构的4个目标特征点在物体坐标系中的空间坐标及它们在像平面上成像点的图像坐标,根据估计理论,采用迭代扩展卡尔曼滤波(iteratedextendedKalmanfilter,IEKF)方法解算出目标航天器与图像传感器的相对状态。试验结果表明:该方法不仅使作用距离大大提高,而且极大地提高了测量的稳定性。该测量方法可直接用于航天器编队飞行及空间站交会对接过程、空间监视、目标拦截等应用领域中航天器间相对状态测量。     

一种适合逆合成孔径激光雷达的成像算法

逆合成孔径激光雷达是主动式有源成像雷达,能够实现高速运动物体的实时高分辨成像。但传统R-D算法很难得到目标的二维高分辨图像。提出一种适合逆合成孔径激光雷达成像的算法,通过时频分析法分析逆合成孔径激光雷达的回波信号特征,对光外差探测后的回波信号进行重排Wigner分布和Radon变换的处理,估计出目标的运动速度,通过构造有效的补偿因子,实现对目标的二维高分辨率成像。通过仿真实验得到了分辨率更高的图像,验证了此方法的有效性。     

激光雷达在空间交会对接中的应用

介绍了激光雷达在空间交会对接中的应用,讨论了激光雷达作为一种交会敏感器的基本原理及其被用于测距、测速、测角和姿态测量的具体实现方案     

Kinect与二维激光雷达结合的机器人障碍检测

在Kinect相机和二维激光雷达结合的基础上,提出了一种适用于移动机器人、低成本的障碍物三维感知方法。该方法首先通过Kinect相机和二维激光雷达联合标定建立深度图像点与激光雷达测距点的对应关系,然后,融合二者的检测数据得到环境障碍物位置。具体步骤为:1）Kinect相机与二维激光雷达分别从环境中获取深度图像和二维激光数据;2）将深度图像转换成虚拟二维激光数据;3）根据联合标定得到的对应关系融合虚拟激光数据与二维激光雷达数据,得到障碍物的位置。实物测试证明该方法正确有效,可用于移动机器人对环境障碍物的判断。     

编队飞行卫星相对姿态变结构分布式协同控制

以编队卫星激光通信为背景,在已知主从星之间的相对位置和姿态的情况下,提出了一种卫星编队完全分布式协同控制策略,设计了一种分布式相对姿态变结构协同控制律,并利用Lyapunov稳定性原理证明了该控制律能够保证编队的全局渐进稳定。仿真结果表明,在编队卫星受到各种干扰力矩影响时,该方法能够有效提高编队卫星相对姿态控制精度,从而实现编队卫星之间的姿态协同,证明了所设计控制器的有效性。     

基于3D激光雷达原理多管火箭炮平行度测量方法研究

针对现行国军标(GJB)中对多管火箭炮炮管平行度的测量方法存在测量精度低、操作复杂等问题,提出一种基于3D激光雷达原理的高精度、数字化的测量方法。利用3D激光雷达系统的非接触测量技术,首先对炮管两端面内放置好的工具球进行坐标测量,然后利用工具球的坐标拟合出定向管两端的圆心,两圆心的连线即为炮管轴线,最后通过计算输出被测炮管轴线与基准炮管轴线的偏离角度信息,实现对多管火箭炮平行度的测量。该方法可以实现20″的多管火箭炮平行度测量,有效的提高测量精度和效率。     

高功率微波炸弹的威胁分析

为了研究高功率微波炸弹对雷达等电子设备的作用规律和效果,构建了高功率微波炸弹的作战模型,对其作用规律进行了仿真分析,量化分析了一定作用效果时的临界爆炸高度;对处在辐射区特殊位置不同状态下的雷达天线阵面的耦合能量的变化进行了仿真分析。仿真分析得出了高功率微波炸弹的作用规律和临界爆炸高度,分析并总结了特殊位置的雷达天线阵面能量变化规律,为雷达等电子设备的电磁防护提供一定的理论依据。     

Application Research on Space Laser Communication in Bistatic Radar System

There exist three synchronizing problems in the bistatic radar system that some signals of the radar receiver nust be synchronized with those of the radar transmitter.Sevetal methods realizing data transmission,which are used to complete the synchronization existing in the bistatic radar system,are described.Then a new idea is brought forward that employs space laser communication in the bistatic radar system to realize its data transmission.The theoretic analysis of the idea‘‘s usability and its merits are discussed in details.Finally the latest development of space laser communication is introduced,and the utility of the idea is pointed out further.     

用于激光雷达扫描的计算全息光栅扫描器

给出了用作激光雷达行扫描的计算全息光栅扫描器的基本方程式,并在实验中验证了由此基本方程式制作的反射式园盘光栅扫描的扫描特性,同时论证了在一个光栅扫描器上实现帧扫描的方法,总结出此种计算光栅用作激光雷达扫描的优缺点,并提出了改进措施,为进一步研究实用的激光雷达光栅扫描器打下了基础。     

用于瑞利激光导引星的激光器能量要求与分析

对激光导引星技术的原理进行了阐述,根据测量到的532 nm波长大气后向散射特性参数,用激光雷达方程计算了瑞利激光导引星对532 nm波长激光器能量在各高度上的要求     

Relative navigation for satellite formation flight using a continuous-discrete converted measurement Kalman filter

The present paper develops an approach of relative orbit determination for satellite formation flight.Inter-satellite measurements by the onboard devices of the satellite were chosen to perform this relative navigation,and the equations of relative motion expressed in the Earth Centered Inertial frame were used to eliminate the assumption of the circular reference orbit.The relative orbit estimation was achieved through a continuous-discrete converted measurement Kalman filter design,in which the measurements were transformed to the inertial frame to avoid the linearization error of the observation equation.In addition,the situation of the coarse measurement period（only microwave radar measurements are available）existing was analyzed.The numerical simulation results verify the validity of the navigation approach,and it has been proved that this approach can be applied to the formation with an elliptical reference orbit.     

一种异构组网雷达系统抗欺骗式假目标方法

同构体系下组网雷达配置方式简单,抗欺骗式假目标算法单一。该文提出一种异构组网雷达系统抗欺骗式假目标方法,对于既包含两坐标雷达又包含三坐标雷达的异构组网雷达系统,首先利用三坐标雷达对目标进行定位,计算目标相对于两坐标雷达的距离、方位角信息。然后,将该计算值与两坐标雷达对目标的量测值进行比较,通过构造卡方检验对真假目标进行有效鉴别。仿真结果表明,该算法可以有效地鉴别欺骗式假目标,并分析了欺骗距离、目标量测个数和雷达测角精度对算法鉴别概率的影响。     

雷达和IRST数据融合中的协调决策方法

针对IRST和雷达数据融合,提出了一种协调决策方法,用以解决如何减少雷达被对方ESM锁定的机会;当雷达关断后,如何获取目标的位置信息;如何检测目标机动等问题.首先构造了用于在雷达关断后预估目标状态的时间多项式;其次通过比较预估值和来自IRST的目标观测值建立了一组检测目标机动的判别式;且给出了一组决策规则.最后对给定的目标环境进行了模拟仿真,检验了此方法的有效性.     

空管雷达防雷保护方案效果评估

为了准确评估空管雷达防雷效果,提出了一种利用电磁暂态分析程序(ATP-EMTP)对空管雷达雷击风险进行评估的方法.首先对未加保护的空管雷达雷击风险进行了评估,在此基础上,为空管雷达设计了一种双重保护加两级防护的防雷方案,并运用本文评估方法对该方案进行了效果评估.结果表明:采取该防雷方案后,雷达设备年雷击损坏次数为3.3×10-37,防雷效果良好,能够满足空管雷达全天候工作需求