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.     

光电跟踪中实时视频对象分割算法

光电跟踪系统研究中难点的问题是实时跟踪目标.针对光电跟踪系统所跟踪的空中目标在视频序列中的特性,将整个跟踪过程划分为远距离段、航前(后)段、航捷段.然后对远距离航段,采取一种弱小目标的动态规划检测算法,及时发现并跟踪目标;在航前(后)段,采取一种基于自适应双波门的视频对象分割算法分割出运动目标,计算出目标形心与跟踪物镜的角偏差,以偏差作为光电跟踪伺服系统的输入信号,驱动跟踪器跟踪目标;在航捷段,将每帧视频变换为一组分辨率从高到低类似金字塔式的分层框架,对目标采取从粗到细的方式进行分割,以实现视频对象占据大部分视窗时的目标快速、准确分割.通过实例验证了所提出的算法的有效性.     

简化运动模型的目标图像角跟踪系统设计

光电跟踪系统的非线性滤波问题是影响跟踪精度的重要因素,传统的解决方法一般基于混合坐标系或笛卡尔坐标系完成,算法复杂,实时性不高.本文针对一类基于图像的光电跟踪系统,讨论了直接利用目标测角信息在球坐标下建立简化目标运动模型,并实现稳定跟踪的方法.文章用最小二乘法在球坐标系下建立了目标运动的简化模型,基于蒙特卡洛方法进行了仿真,给出了仿真结果,并与传统的EKF算法进行了对比.仿真结果证明了方法的可行性.     

光电经纬仪组网实时定位算法及性能分析

在研究多部光电经纬仪组网测量目标三维空间坐标算法的基础上,给出了一种利用正交矢量算法进行目标实时定位的方法,推导出定位精度公式,并验证其性能.运用蒙特卡洛实验方法对三种定位算法在三台光电经纬仪不同测量误差、不同站址坐标和目标不同轨迹条件下,进行定位精度仿真,得出其误差分布曲线,最后计算出三种定位算法在不同基站数目下的执行效率.仿真和计算结果表明,算法可以有效地提高光电经纬仪组网测量的定位精度,并且具有实时性强、精度整体稳定等优点,能够满足光电组网跟踪测量系统对运动目标高精实时定位的要求.     

某型光电跟踪系统伺服控制器建模与仿真

以某型地空导弹为背景,采用视觉伺服技术,设计了光电跟踪系统的伺服控制器;系统采用半闭环结构。通过控制对象的分析选择了永磁式直流电机作为执行机构,并建立数学模型;设计了电流环反馈,保证系统的快速响应,并可对电机进行过流保护;位置环采用串联超前校正和PA放大器;通过Bode图分析,本系统符合要求;仿真分析结果表明,本系统具有响应快、超调小等特点,并能够快速平稳的跟踪低频运动的目标。     

机载光电跟踪平台脱靶量滞后的补偿方法研究

提出一种基于卡尔曼滤波的光电跟踪脱靶量滞后脱靶量补偿方法;在高精度光电跟踪设备中,光电跟踪器输出的脱靶量在时间上存在滞后,严重影响复合控制中的跟踪目标精度,使得跟踪存在较大滞后;为了在复合控制中能够得到更精确的目标速度信息,引入了kalman预测滤波技术,通过预测飞行物体的运动轨迹,进而提前进行方向预判,从而提高了跟踪精度;仿真试验表明,通过预测外推可以比较精确地预测目标运动速度,跟踪滞后性得到有效弥补。     

飞行目标跟踪训练视景仿真技术研究

研究飞行器跟踪目标可视化问题,采用光电经纬仪作为操作训练系统.为了提高光电经纬仪操作手的训练水平,研究了经纬仪目标跟踪可视化视景仿真系统,克服了传统训练方法的诸多庇病,结合先进的OLED光学引擎,采用图像生成技术,提出了经纬仪所跟踪目标的三维飞行场景,实时显示了目标的飞行轨迹和各阶段的飞行姿态,能较好地满足操作手进行目标跟踪训练的需求.实际训练结果表明系统可以复现真实背景环境下操纵经纬仪进行瞄准、跟踪的过程,达到实战训练的目的,可为设计提供科学依据.     

“低慢小”目标的雷达与光电复古探测跟踪方法

针对单一探测方式难以对“低慢小”目标进行全天候探测与跟踪，采用雷达与光电的主被动复合探测技术，结合两者的优势，提高定位精度，实现脉冲多普勒雷达扫描探测引导光电系统精跟踪。首先利用四元数法建立雷达坐标系与光电坐标系的空间配准模型，雷达与光电系统空间配准后，光电接收到目标位置信息视场自动转向目标；当雷达与光电探测到同一目标，通过最小二乘法将雷达与光电探测目标数据进行加权时间配准，最后将配准后的数据采用扩展卡尔曼滤波交互多模型算法(EKF-IMM)进行滤波预测，改善复合探测系统能持续跟踪能力，同时对目标在不同运动状态下具有强适应性。仿真与实验分析表明通过复合探测的方法实现对目标进行探测跟踪，利用EKF-IMM算法降低了噪声干扰，提高了目标跟踪能力及精度，其精度较传统模型提高了7%左右。     

双数字信号处理器光电跟踪伺服控制系统的设计

为解决光电跟踪伺服系统中的计算资源不足的问题.分析了光电跟踪伺服系统跟踪回路的结构,设计了基于双数字信号处理器的数字伺服控制硬件平台,以完成光电跟踪系统的通信、扰动隔离以及目标跟踪等功能,介绍了其硬件与软件实现方法;对各DSP任务进行了合理规划,以McBsP接口作为双DSP的数据交换接口,保证了通讯的实时性.以方位轴跟踪回路为例,构建了脱靶量预测滤波算法,实现了等效复合控制.     

基于目标识别的光电多传感器信息融合技术

依靠多个光电传感器采集目标数据,需要解决各类数据信息的融合分析问题。基于这种认识,从特征提取、融合和识别等方面,对基于目标识别的光电多传感器信息融合技术展开分析,介绍了技术应用前景,指出需要采用不同算法完成不同光电传感器特征信号提取,同时,通过融合计算得到融合特征量,为目标识别提供信息数据支撑,确保准确识别目标。     

基于多源数据整合的河湖水质智能应用研究

为改善上海市河道水环境,针对现有河湖水质存在的问题,依靠信息化和数字化技术,汇聚各类水质相关数据,开展数据整合与分析,推出河道水质变化三级报警预警,建立相应业务处置机制和流程,探索河湖水质智能化应用,重点研究河湖水质数据监测、变化趋势分析、波动报警预警、整改处置和结果反馈等5个环节闭环管理.通过河湖水质智能应用研究,并在上海市河长制办公室工作平台和城市运行"一网统管"水务专题中进行实际应用.实际应用表明:河湖水质智能应用可有效发挥作用,强化对河湖水质恶化等问题的持续跟踪和有效监督,提高河湖水质治理效率,推进河湖协同治理,有效改善河湖水环境质量.     

圩区防洪调度预警预报系统——以江阴市马甲圩为例

为加强圩区风险管控能力,提升圩区泵站调度的自动化管理水平,采用Delft-FEWS平台框架,以江阴市月城马甲圩圩区为研究对象,集成圩区河网精细化模型和水文气象监测信息,开发马甲圩防洪调度预警预报系统,实现马甲圩多方案调度预警预报,并对预报降雨、圩区水位、排涝泵站状态在预报期的动态变化及统计进行可视化展示,评估调度洪涝防控效果,最终实现圩区智慧化调度管理,提升圩区调度综合管理决策能力。     

基于5G+AI的智慧工地安全监督平台创新实践

在核电厂数字化转型以及智慧化发展的趋势下,工程建造领域开展智慧化项目实施的需求愈发强烈。文章介绍了智慧工地平台再田湾核电站的建设背景,以及所使用的关键技术例如5G+MEC无线网络技术和边缘计算技术、北斗+蓝牙定位技术、以及视频监控和AI智能分析等手段等,对项目功能架构和美。文章从主要功能门口入手,介绍了智慧工地平台的功能架构。项目实现工程建设区域的5G无线网络全覆盖、实时视频监控、实现对工程安全监管行为的AI实时分析和预警、施工现场人员和车辆实时定位和报警、与施工现场的广播系统联动、实现施工现场的实时环境监测、实现工程现场的门禁控制和人员实时管理。文字分析了应用效果以及相关运营管理制度。通过平台的实施实现自应速度和事件的处置速度,变被动式管理为主动式智能化管理,有效提高施工现场的管理水平和管理效率。     

面向城市水务管理的联合管理平台设计与实现

近年来,各地政府水务部门都在积极探索通过信息化技术应用来提升城市排水系统管理以及防洪排涝应急调度能力。为了支撑排水系统的长效运营管控,加强防洪排涝智慧化调度水平,针对城市水务部门的管控需求,结合多个项目实践经验与技术应用,总结形成了一套面向城市水务管理的厂网一体化管理平台解决方案。通过对城市排水系统涉及各要素进行系统性资源整合,形成结构化的拓扑关联水网,并对排水管网、易涝点、调蓄池、智能截流井等设施设备等进行全时段监控,基于水安全多源数据汇集与接入构建排水模型与调度模型,提供以目标为导向的分析预警、应急指挥与优化调度服务。在当下各地陆续开展水环境综合治理的背景下,在工程措施基础上,通过联合管理平台实现城市水务综合设施的一体化联合管理调度,能有效提升城市防汛应急决策的水平。     

基于背景差分法的煤矿井下视频动目标检测

煤矿井下运动目标的监测是随着工业视频监控、数字图像处理和模式识别等技术的发展而提出的一种安全生产管理的新需求,通过识别井下移动物体,判别其基本属性,跟踪其运动轨迹,分析其所处环境,结合预设参数及专业库,进行危险性判别及预警。针对煤矿井下环境的运动目标检测需求,描述了整个系统的组成及框架,采用背景差分法的基本原理,重点设计了矿井监控视频中的运动目标检测的流程及相关算法,结合Python与OpenCV的编程,混合高斯的建模过程,实现了煤矿井下综采工作面的运动目标的检测。现场应用表明,采用该流程及算法,在K=5,std=20,std_t=20,λ=3条件下,很好地实现了矿井监控视频中人员或矿车的动目标判别。     

基于3S技术的危运监控预警平台设计

危险品道路运输的安全监管涉及多个部门,建立统一的监控与预警平台很有意义.车载模块集成多传感节点实时采集危运车辆实时数据,GPS技术应用于车辆定位功能,GPRS用于信息上传,GIS技术完成车辆定位的地图显示与操作,同时也集成了车辆、车主、危险品的信息.综合应用3S技术,论文设计危运监控预警平台,将车辆跟踪定位、车况实时采集、应急预警处理集中到平台上,有效解决现有监控智能化与数据整合度不足等问题.     

智慧河长系统关键技术研究与应用

为提高河长制工作效率和水环境治理能力，提出实现智慧河长系统的关键技术和应用实现方案。针对河湖监管水平较低、信息化资源共享程度低和精细化监督管理水平较低等问题，通过水质水量自动监测、工业企业污染溯源监测、视频监控、无人机与卫星遥感监测形成空天地一体化前端感知体系，研究河长制数据整合汇聚、大数据分析和 AI 图像识别等智慧河长系统关键技术，采用智慧感知层、基础设施层、大数据中心层、支撑平台层、应用系统层、用户层 6 层架构构建智慧河长系统，实现水质分析、污染溯源、岸线监管、水面异常监管等重要功能。实现河长制工作从前端感知、后台分析、辅助决策全过程智能化管理，有效解决河长制工作中河长履职监管和河湖数据整合等难题。     

基于程序模块化建模的智慧电站一体化平台构建

为实现在智慧电站高度一体化融合的同时,提高电站报警响应时效性和准确性,开展基于程序模块化建模的智慧电站一体化平台构建。通过电子式互感器选型、全站智能组件装置整合等硬件设计和基于程序模块化建模的三维一体化信息模型构建、电站门禁管理与人员轨迹跟踪、电站危险源识别与动态预警等软件设计,提出一种全新的智慧电站一体化平台。通过将新的平台应用到某电站火电厂中,验证了该平台能够实现对电站异常故障问题的快速响应,并保证误报警次数始终为0,在促进智慧电站安全性不断提升的同时,实现高度一体化融合。     

监控系统中运动目标检测算法分析

广泛了解当前智能监控技术已有的运动目标检测算法的基础上,对常用的运动目标几种检测算法进行了深入的分析和对比。针对相邻帧的帧间差分、背景减除法和光流场三种检测方法的不同算法的优缺点,介绍了一种基于背景差分和帧间差分相融合的多帧差分运动目标检测算法。通过对运动目标静态场景监控视频图像的准确获取,运用分析改进算法得到更为接近运动目标实际状况的影像轮廓。     

飞行试验实时监控管理系统软件设计与实现

飞行试验实时监控是飞机试飞的重要环节, 监控大厅是实施实时监控的重要场所。为了提升飞行监控大厅实时监控效能,我们自行研发管理软件,通过软件相关技术实现了飞机相关实时监控资源管理、网络负载与局域网管理、安全机制、SD-LAN技术研制与应用。通过此软件也解决了传统纸质化管理方式约束力差以及监控人员对个人监控职责不清楚而无目标监控的问题,另外由于监控人员经常来自国内不同的单位,指挥员在监控过程中遇到问题很难及时落实到具体监控人员,采用此软件后指挥员可以实时查询当前型号飞机各个专业监控人员的情况,并及时与之沟通交流,更好的完成试飞任务。本系统通过一段时间运行,各项技术指标达到预期目的,实时监控管理、网络管控系统等并行运行稳定、清晰。