基于DSP和FPGA水下目标主动跟踪系统硬件设计

数字信号处理系统是水下目标主动跟踪系统的核心,采用了数字信号处理器(DSP)和现场可编程门阵列(FPGA)设计了数字信号处理硬件系统,给出了硬件框图,介绍了各个组成芯片的功能,解决了DSP的硬件资源分配问题,完成了存储器接口设计、电源与散热设计以及FPGA接口逻辑设计.硬件平台具有强大的数字信号处理能力,合理的FPGA接口逻辑简化了DSP软件设计任务.试验结果表明,信号处理平台能够实时完成水下双目标信号的时延估计,估计精度高,满足了水下目标主动跟踪系统的要求.     

火炮空情信息仿真系统

现代火炮使用多种传感器信息源对空中目标进行搜索和跟踪。本火炮空情信息仿真系统从空情生成、电视跟踪、雷达信息的滤波、预测和航迹融合处理等方面对真实系统进行了模拟。仿真系统由3台PC通过局域网互联,每台PC包括多个算法模块组成不同的仿真信息处理流程。系统采用模块化设计,各模块的处理时间与实时仿真相协调。本仿真系统对设计和评估火炮空情信息不同处理算法提供手段,也为全火炮信息管理仿真创造条件。     

相干激光引信大带宽信号处理系统设计

为了实现相干激光引信对空中高速目标产生的高频大带宽多普勒信号的高精度处理,设计了一套基于PPGA+DDS的信号处理系统,采用扫频定位配合精准变频的信号处理算法,先扫频定位信号频率,再将信号移频到易处理频段进行高精度解算。对信号处理系统的大带宽信号处理性能进行试验,结果表明系统可对速度600 m/s以内目标产生的多普勒信号进行高精度处理。文章设计的信号处理系统对相干激光引信具有较高的实用价值。     

静电探测器信号采集与目标特性预测方法研究

静电目标特性是静电探测和目标识别的基础。构建了一个基于USB数据采集卡的静电探测器数据采集系统，给出了低通滤波器算法的基本原理和设计实现过程。为满足高速弹目交会条件下对信号处理速度的要求，采用线性神经网络和非线性Elman神经网络设计了目标特性预测器，仿真结果表明：非线性Elman神经网络预测器能够有效给出目标特性预测结果，提高了静电探测系统实时性。     

基于DSP/CPLD的捷联式惯性导航系统软硬件设计方案研究

为提高捷联式惯性导航系统(SINS)算法的精度和实时性,文中提出了一种以DSP+CPLD作为数字硬件平台,实现捷联式惯性导航系统高速实时数据处理的硬件、软件设计方案.软硬件测试结果表明,此设计方案能够满足导航实时数据处理系统所要求达到的高精度、实时性、稳定性.     

基于IMM的伺服系统前馈控制设计

IMM算法主要应用于特性随时间变化的系统的状态估计．它特别适用于机动目标跟踪。文中提出的基于IMM的跟踪雷达伺服系统前馈控制设计思想．并通过仿真，验证了该控制方法可以满足伺服系统对大机动目标快速、高精度的跟踪要求。     

基于嵌入式技术的平头锁眼机控制系统设计

针对平头锁眼机的智能化控制问题,设计开发了平头锁眼机智能化控制系统。该智能化控制系统综合应用了ARM、DSP、FPGA等嵌入式技术,实现了对平头锁眼机的高速、高精度运动控制。应用结果表明,各项指标完全满足设计要求,市场前景非常广阔。     

自由空间光通信APT粗跟踪CCD相机的研制

在自由空间激光通信系统中,通信双方对对方目标的捕获、对准、跟踪( APT)是通信过程中的重要环节。针对粗跟踪子系统的特点和要求,研制了光端机粗跟踪相机,从而实现对信标激光的捕获。该相机使用TC237B面阵CCD,可根据串口命令实时调节光积分时间、内部增益倍数、图像亮度偏置等参数,采用高速Camera Link数字输出接口。还具有根据命令选择驱动方式的功能,开窗口模式下输出256×256像元时帧频可达到100 f/s,满足粗跟踪伺服带宽的要求。     

一种基于DSP的高速角速率陀螺数据采集模块

针对普通单片机在有大量乘除法浮点运算的情况下无法同时采集多个高速陀螺数据的问题,设计了一种基于DSP的高速角速率陀螺数据采集模块。该模块结合陀螺数据采集原理,从软硬件2个方面给出详细的设计方法。并结合工程实际应用,采集处理某光电跟踪平台陀螺仪数据,为稳定控制回路提供空间扰动角速率和角位置测量。实验结果表明:该模块能实时采集2路正交安装的高速陀螺仪数据,实时解算出载体空间角位置,为稳定控制系统提供高精度的角速率和角位置检测。     

凝视型红外捜索跟踪系统对武装直升机作用距离的分析

作用距离是红外搜索跟踪(IRST)系统的主要技术指标之一,不同的战略目标具有不同的红外辐射特性,需要建立不同目标的作用距离模型。通过对武装直升机的红外辐射特性进行分析,建立了凝视型IRST系统对武装直升机的作用距离模型。通过实际算例的结果,进一步探讨了影响其作用距离的各方面因素。为凝视型IRST系统的设计和应用以及综合性能的评价提供了理论依据。     

状态自适应无迹卡尔曼滤波算法及其在水下机动目标跟踪中的应用

为了满足水下对抗对机动目标实时跟踪和目标航速、航向准确估计的要求,针对观测量为距离和方位的机动目标跟踪,对传统无迹卡尔曼滤波（UKF）跟踪算法进行了改善。提出根据UKF算法预测值和观测值残差的概率分布自适应调整目标状态噪声方法,使得UKF跟踪算法能够根据目标运动状态及时调整状态方程,在目标机动时减小对预测值的依赖,在目标非机动时增大对预测值的依赖。这种在线实时估计系统噪声状态的跟踪方法更加适用于机动目标的跟踪。数值仿真结果表明：该算法不仅在目标机动时具有良好的跟踪效果,而且在目标非机动时具有准确的估计性能。通过声纳信息综合处理系统验证了状态自适应UKF跟踪算法的性能。     

一种基于LVDS 接口的数字图像处理模块硬件设计

针对高分辨率彩色数字视频有海量乘除法浮点数实时运算处理的需求,设计一种基于LVDS接口的多DSP+FPGA架构硬件体系的数字图像处理模块。结合高速LVDS图像传输原理,从硬件方面给出详细的设计原理、设计方法及工程具体设计,并根据具体项目的实际工程应用,接受两路数学图像,实现图像的预处理及数据调度,多DSP并行处理图像数据。试验结果表明：该模块工作正常可靠,能实时正常接收、处理和输出数字图像和送出目标的跟踪位置误差,适应坦克恶劣使用环境等要求。     

某型雷达电视跟踪测量系统及精度分析

雷达对目标进行近距离、高精度实时轨迹测量时,雷达的跟踪精度受地面杂物、角闪烁等因素影响较大,测量精度无法得到保证。文中介绍了某型雷达电视跟踪测量系统,该系统在近距离跟踪状态下使用电视跟踪,可提高跟踪精度。文中对系统的测量精度进行了分析。     

线性调频连续波激光雷达信号处理研究

线性调频连续波(LFMCW)激光雷达具有无距离盲区、高距离分辨率、结构简单等优点,特别适合用于高精度和近距离目标探测的场合,在激光制导以及激光引信领域都具有广泛的应用前景。以美国NP Photonics公司生产的连续可调谐光纤激光器作为光源,并通过实验测量了其必要的调制参数;大量使用了光纤器件,简化光路的结构,提高外差探测效率。在此基础上,设计搭建了全光纤的LFMCW激光测距测速演示实验系统,并使用图形化编程语言LabVIEW进行信号处理和分析。实验系统具有同时测量运动目标速度和距离的能力,测速灵敏度高,速度分辨率高于0.01 m/s.验证了实验系统的可行性,为LFMCW激光雷达系统的进一步设计打下了基础。     

基于FFSP-FFT处理的高速目标信号多通道实时检测

针对现代PD雷达探测高速小目标进行实时信号处理中DSP运算速度所面临的困难,提出采用频域分段并行(FFSP)FFT处理方法能够提高DSP实时运算速度,从理论上论证了应用现有DSP技术和FFSP-FFT处理方法可以解决有限高速目标的多普勒频率实时检测问题.     

导弹焦平面阵列导引头

介绍一种造价相对低、高分辨率精确目标探测和能适用于非旋转弹道导弹等或其类似武器上的跟踪系统。该系统含有一个红外成像敏感头，能较好地进行万向安装，并且使用了一个可在周围环境温度下工作，密集封装，敏感红外电磁辐射的二维焦平面阵列传感器。此阵列适用在凝视模式下工作，且具有一定的热稳定性。其信号处理电路具有稳定自校准非均匀性补偿的处理能力。它与高速、高分辨率、实时图像处理系统相结合，提取目标特征，在识别、跟踪及控制系统中进行图像处理，从而鉴别、瞄准和起动跟踪，直至命中所选定的目标     

单脉冲被动制导天线

作为导弹被动制导雷达的天线系统不仅区别于通讯、卫星通讯及跟踪、警戒雷达天线,同时在技术性能上与弹上主动寻的雷达天线相比也有许多特殊要求。前者以效率和精度为其主要技术指标,而后者由于是以敌方一次雷达信号为跟踪源,其战术使用距离又较小。因而对整个天线系统的增益要求一般不高。而其大角度搜索小角度跟踪,频带宽,无付瓣截获,多极化工作,体积小,结构简单则成为其主要技术指标。本文在对被动制导天线的技术指标进行全面分析基础上比较了几种高效率馈源的特征。提出了两种在 X(或 K)波段满足上述要求的被动制导天线——方口经曲面角锥喇叭天线和方口径介质加载天线。说明其简要设计原则和结构形式。作为实例,本文给出两种具体尺寸的天线并给出了实测结果。     

红外成像导引头抗干扰研究

为提高红外成像导弹在干扰环境中对点目标的跟踪能力，将成像导引头信息处理分成五个基本功能模块：决策模块、干扰检测模块、搜索模块、正常跟踪模块和抗干扰跟踪模块。抗干扰跟踪模块设计有跟踪干扰、跟踪中心、预测跟踪及偏置跟踪多种跟踪方式．它们在决策模块的控制下．根据干扰的特点进行工作以提供最佳的跟踪能力。     

视觉导航技术在小型无人机撞线回收中的应用

为了提高小型无人机回收的经济性和有效性,提出一种利用计算机视觉技术实现小型无人机撞线回收的导航系统。分析了撞线回收技术,对现有的目标实时跟踪法进行改进,通过采用基于模块匹配的改进算法实现对无人机目标的在线跟踪,使其能够对尺寸和外形都有较大变化的目标进行有效的在线跟踪,并通过仿真实现。实验结果表明:该跟踪算法跟踪速率可以达到15～25 Hz,能够实时解算其空间位置,准确地跟踪无人机目标,基本满足导航系统的实时性要求。     

地空导弹武器系统杀伤区远界的确定方法(续)

5 雷达作用距离容许的杀伤区远界这里所说的雷达作用距离包括目标搜索、发现和稳定跟踪距离(如光学、电视、红外设备等)。对于指令制导导弹,雷达对目标的测量精度随跟踪距离的增大而下降,因而必须考虑雷达能确保跟踪精度的距离。对于全程寻的制导的地空导弹还必须考虑导引头的作用距离。5.1目标发现距离与杀伤区远界的关系雷达的发现距离决定于雷达的平均辐射功率、天线孔径、搜索空间和立体扫描时间,以及雷达的频段、目标的有效雷达反射面积、信噪比等。通常,雷达在中、高空的发现距离差