基于图像的目标自动跟踪系统

快速准确地跟踪目标是现代战争精确制导武器的基本要求,提高跟踪系统的实时性和准确性成为国内外目标跟踪技术的热点。建立了一套基于图像的目标自动跟踪系统,介绍了系统组成、设计原理以及算法原理。系统采用了一种非参数化跟踪算法——连续自适应平均值迁移（CAMSHIFT）算法来追踪目标,为精确制导武器的基于图像的目标自动跟踪技术奠定了重要的基础。试验证明该系统实现了目标自动跟踪功能,算法简洁,实时性和鲁棒性好。     

某弹载计算机CPU模块的设计与实现

弹载计算机作为精确制导武器的核心单元,是实现武器系统精确制导的关键部件。随着武器装备发展水平的提高,弹载制导计算机要求更高的数据采集与处理速度、更高的实时性与可靠性。从功能上讲导引头弹载计算机要完成数据的采集、处理与运算,并提供通信接口。为保证武器的制导精度,弹载计算机必须具备较高的数据采集与运算速度,并完成实时处理。现从设计者的角度提供了一种应用高性能DSP主机接口的弹载计算机设计方法。     

方位角预测目标跟踪系统的研究

为了实现目标被遮挡条件下的自动预测跟踪,研究了跟踪机动目标过程中的自适应卡尔曼预测算法,建立了目标遮挡预测跟踪测试系统;首先,根据算法推导了导引头方位角位置预测方法,接着,测试对比了自适应预测算法采样周期对预测精度的影响,最后,设计多种不同的目标运动形式,并通过转台实现,测试自适应算法在典型测试条件下的有效性和准确程度;实验结果表明:目标被遮挡时,预测角增量指令相比图像角增量跟踪指令降低67%;仅需要导引头框架的角位置数据,无须脱靶量数据和弹目距离,满足遮挡条件下目标预测跟踪的功能要求。     

基于单轴气浮台的空间跟瞄地面试验的设计与实现

为验证通过调整卫星本体姿态而实现精确跟瞄的可行性,设计出基于单轴气浮转台,以反作用轮和精密轮为执行机构,CCD摄像机与DSP图像处理器为光学系统,以PID算法为跟踪控制器算法的跟瞄地面实验系统,提出了跟踪控制方案;并以一个典型工况为例,测试出了跟瞄实验系统的精度;实验结果表明,当摄像机距离目标2.5m,而目标视线以1mrad/s的速度转动时,跟瞄实验系统的跟踪误差小于0.051mrad,从而验证了通过调整卫星本体姿态实现精跟瞄的可行性。     

红外成像导引头抗干扰性能评估仿真研究

针对日益复杂的战场对抗环境,导引头抗干扰能力已成为非常重要的指标,红外成像制导武器因具有高命中率、高效费比及强抗干扰能力而广泛应用。随着红外成像导引头识别跟踪算法的蓬勃发展,红外成像导引头的抗干扰能力已经不能简单以武器打击精度为单一的评估手段,文中提出了一种基于目标识别、图像特征、跟踪精度的红外成像导引头抗干扰能力评估体系,通过构建仿真对抗场景,对红外成像导引头抗干扰性能进行仿真,仿真结果验证了该方法的合理性和有效性。     

VXI总线导弹导引头模拟与自动测试系统

导弹导引头的研制、生产和测试是一个相当复杂和精密的过程。为了试验及验证导引头设计正确性和工作稳定性，提出了基于VXI总线的导弹导引头角跟踪回路模拟与测试系统，能够以半实物模拟导引头跟踪系统工作的物理过程，可以对真实导引头跟踪通道参数进行测试。实验结果表明，该系统达到设计要求，运行良好。     

关于射频目标跟踪半实物仿真系统设计北大核心CSCD

在雷达精确制导中,需要通过精确控制自动地把导弹引向目标。在研发测试过程中一般使用射频目标跟踪半实物仿真系统,通过控制天线阵馈电方案模拟目标位置,使三轴模拟转台控制导引头指向目标位置来测量精度。但是磨损等原因使得三轴模拟转台产生的机械误差和在天线阵设计过程中产生的计算误差都会对测试精度产生影响。根据以上提出了估算转台机械误差和天线阵计算误差对于制导系统精度影响的方法。转台误差的影响分析利用了多种坐标系转换,在计算误差的分析过程中使用了误差圆的概念,给出了计算误差对制导系统精度影响的分析方法。仿真结果表明,上述方法能够对使半实物仿真系统的测试精度进行较好优化,最终提高雷达制导精度。     

被动雷达/红外成像制导数据融合系统仿真

数据融合是精确制导武器多模制导系统中的一项关键技术。为提供精确跟踪目标性能,建立了数据融合系统中数据校准等测量信息和制导信息融合等环节的数学模型,并结合精确制导武器仿真平台,构建了被动雷达／红外成像双模制导数据融合数字仿真系统。将构造的外部干扰模型引入数据融合仿真系统,仿真了双模精确制导武器在攻击目标的过程中雷达导引头和红外导引头遭遇外部干扰、测量输出发生异常突跳时融合系统融合处理制导信息的过程,结果表明融合系统在雷达或红外导引头测量输出发生异常的情况下通过估计和融合可以输出有效的制导信息,被动雷达／红外成像双模制导系统采用数据融合方案可以提高精确制导武器的抗诱偏和抗干扰能力。     

被动式导引头数字仿真

导引头作为精确制导武器能否准确攻击目标的关键,其作用是建立弹身与目标的相对位置,控制导弹攻击目标.文中仿真系统相对于其他导引头的仿真实现更注重于从功能的角度出发,模拟导引头运行过程中遇到的干扰,实现导引头攻击目标的过程,完成了导引头的任务.从通用的角度对导引头进行了功能性的仿真,根据输入的雷达信号的参数,经过接收机噪声,干扰,大气环境,信噪比等模型的建立和计算,得出导引头的最大作用距离,发现目标概率,目标的相对坐标和俯仰、方位角,提供给弹身进行姿态控制,从而准确地攻击目标.在该系统中同时进行了诱饵模型的建立,旨在对导引头进行拉偏.它的模型实现可以作为一个独立的攻击过程存在,同时可以作为一个大型系统的部分模块存在,配合完成整个仿真任务.这样的一套数字仿真,已经成功的应用于大型的基于HLA的闭环系统中,得到了有效的验证.     

基于Matlab/C的GPS软件接收机跟踪算法

针对GPS软件接收机提出一种跟踪部分的实现算法,该算法包括码跟踪和载波跟踪。在PC上用该算法进行模拟数据的Matlab仿真和真实数据C的实现,在集成ARCA3嵌入式微处理器的GT3000A平台上运行该程序。实验证明,该算法实现C/A码相位和载波频率的精确跟踪,并得到导航数据。     

车载传递对准技术研究

针对陆基动平台武器捷联惯导系统动基座传递对准问题,研究了传递对准的基本原理,建立了地面武器弹载子惯导系统(SINS)动基座速度匹配传递对准的误差模型,并考虑SINS的惯性器件误差.根据速度匹配传递对准原理,推导了速度匹配方式下载车主惯导系统(MINS)与SINS导航解算速度之差的量测方程.在此基础上,设计了一种传递对准...     

Autonomous Acquisition of Seam Coordinates for Arc Welding Robot Based on Visual Servoing

Autonomous acquisition of seam coordinates is a key technology for developing advanced welding robot. This paper describes a position-based visual servo system for robotic seam tracking, which is able to autonomously acquire the seam coordinates of the planar butt joint in the robot base frame and plan the optimal camera angle before welding. A six-axis industrial robot is used in this system, which has an interface for communicating with the master computer. The developed visual sensor device is briefly presented that allows the charge-coupled device (CCD) cameras to rotate about the torch. A set of robust image processing algorithms are proposed so that no special requirements of light source are needed in this system. The feedback errors of this servo system are defined according to the characteristics of the seam image, and the robust tracking controller is developed. Both the image processing program and tracking control program run on the master computer. The experimental results on straight line seam and curve seam show that the accuracy of the seam coordinates acquired with this method is more adequate for high quality welding process.     

电视导引头伺服稳定平台数字控制器的研制

针对电视导引头系统对快速性要求高的特性,设计了一种基于DSP的高速数字控制器.以CCD摄像机作为位置环反馈传感器,以液浮式速率陀螺作为速度环反馈传感器,采用随动平台速率陀螺稳定方案的伺服稳定跟踪平台结构,给出了伺服控制器的软硬件设计,分析了针对该系统的双环PID控制算法的设计及调试方法.实验结果表明,该控制器动静态性能良好,可满足系统的要求.     

某导弹系统随动异常机理分析与解决

为排查和解决导弹系统大角度随动发生摆动的现象,从理论分析和计算中发现发射装置在大角度随动控制时,由于本身软硬件设计约束,控制算法溢出,会导致导引头随动异常.通过对发射装置软件控制算法采用压缩法处理后,导引头随动正常.经试验论证,此故障原因定位准确,改进设计方法有效,满足系统大角度随动要求.     

用格雷编码结构光法测量三维面形

采用以格雷编码结构光投影技术为基础的非接触式三维面形测量法构建了一个三维形貌测量系统,并进行了测量实验;该系统主要由一台LCD投影仪,一台LCD摄像机和一台PC机组成,LCD投影仪在计算机控制下向被测物表面投影一系列由黑白相间的条纹构成的图案,然后由CCD摄像机依次接收经被测物表面调制后的图案,并传送给计算机存储以等待处理,计算机接收完一组图像后,依次对其进行去阴影噪声、二值化、编码等处理,从中提取高度信息,最后根据提取的信息进行三维重构,结合实验,论述了系统的搭建及格雷编码三维测量方法的实现过程,对其中的系统调整和图像处理部分做了重点介绍,并给出了实验结果。     

基于LabWindows/CVI的数据处理系统设计

随着武器装备维修性要求的提高,武器装备的数据处理系统显得越来越重要.为了增强数据处理能力,提高处理速度,将LabWindows/CVI软件开发平台和ARM微处理器数据采集系统相结合,设计了嵌入式测试数据处理系统.通过巴特沃斯滤波、快速傅里叶变换(FFT,fast Fourier transform)等数据处理功能,得到...     

基于IEEE1394总线的图像采集处理系统实现

针对卫星激光通信的瞄准捕获跟踪(PAT)系统的图像处理子系统对光信号的检测要求处理速度快,抗干扰能力和实时性强等特点,设计了基于IEEE1394总线的图像采集处理系统来接收CCD传出的图像数据。采用CCD摄像机作为整个系统的光信号探测器,并利用基于IEEE1394总线的图像采集处理系统来接收CCD传出的图像数据。采用了数字信号处理器DSP作为图像处理系统的主控单元,并采用了两片1394芯片分别实现链路层和物理层。对于系统的软件设计,根据角偏差算法的特点,设计处理数据方式为:每采集一个等时数据包就对该数据包进行处理并将结果累加,到下一幅图像传输开始时完成对上一幅图像的处理。经调试,该系统成功应用于卫星激光通信试验系统的激光束位置偏差信号的检测,它具有硬件实现简单,处理速度快,软件升级性好等特点。