计算阶比跟踪技术及其在振动监测中的应用

傅里叶变换在分析旋转机械升、降速等非稳态振动信号时会产生频谱泄露,导致频谱模糊,阶比分析能够有效解决这一问题,文章比较了计算阶比跟踪与硬件阶比跟踪技术的各自优缺点,通过Matlab仿真示例演示了计算阶比跟踪技术的明显优势,并设计开发了汽轮发电机组振动在线监测系统。     

基于四象限探测器的红外导引头目标捕获和跟踪系统

设计的红外导引头主要为激光半主动制导半实物仿真系统的目标捕获装置,它的性能直接影响整个半实物仿真系统的定位精度。首先在详细分析了导引头的性能指标基础上设计一套红外导引头的光学系统,并用ZEMAX验证了光学系统设计的可行性;同时设计了四象限探测器的处理及采集电路,实现了目标方位信息的捕获;最后结合三轴运动转台的控制实现了目标的跟踪。本系统经实验验证能够在实验室环境下完成对激光目标模拟器的捕获和跟踪。     

基于RTX的目标跟踪算法性能评估系统

针对目标跟踪算法性能的评价,设计一种基于RTX的目标跟踪算法性能评估系统。该系统采用基于Windows+RTX的实时架构,通过对仿真转台的控制,使图像传感器以预设的规律运动,得到测量值与对应的运动轨迹标准值,最终输出测量值与标准值间的误差均方根作为评价标准。实验结果表明,该系统实现了在现实环境下对目标跟踪算法进行性能评估并给出精确的跟踪误差。     

低轨道运动目标傅里叶望远镜发射器设计

为高分辨率探测与识别空间低轨道运动目标,提出一套傅里叶望远镜发射器阵列配置方案及单个发射器设计方案.该发射器系统整合了大气畸变测量系统、反馈控制校正系统及目标跟踪系统;利用大气湍流波前矫正跟踪技术实现对快速运动目标的准确跟踪;通过同时发射多束干涉激光扫描目标的方法提高成像速度;对激光束干涉及其在湍流大气中斜程传播等情况进行计算机仿真.理论分析和仿真结果表明,该方案可满足低轨道运动目标快速成像对傅里叶望远镜发射器的设计要求.     

用单回路实现多目标距离在线跟踪的研究

本文介绍一种多目标数字距离跟踪系统设计。它结合有限相扫单脉冲火控雷达的特点,利用单目标数字距离跟踪回路实现多目标“在线”跟踪。文中包括系统组成、参数设计、平滑外推、记忆跟踪、多目标切换、航迹模拟、系统精度分析以及仿真和系统测试结果。     

水下动目标纯方位被动跟踪仿真研究

对矢量传感器被动跟踪系统的性能作了仿真分析.介绍了具有方位估计功能的二元浮标阵用于跟踪水下动目标的模型,并描述了跟踪精度的空间分布.对于具有强机动特征的轨迹,滑动窗的时间序列平滑优于常见的目标运动分析的状态估计方法.仿真为评价实际使用性能提供了预先估计,冗余阵元使得阵形设计具有灵活性,加权平均可改善跟踪质量.仿真表明,方位估计精度为1°时,被动跟踪性能有可能与主动方式媲美.     

电动助力转向系统的建模与仿真技术

概述了电动助力转向系统(EPS)的结构和工作原理,并介绍了电动助力转向系统助力特性的设计方法。在分析了电动助力转向系统各组成部分数学模型的基础上,构建了基于Simulink的电动助力转向系统仿真模型。采用了PID和直流斩波控制策略对电动机目标电流进行闭环跟踪控制。仿真结果表明:所设计的助力特性较好地协调了转向轻便性和路感之间的矛盾,同时,电动机实际电流较好地跟踪了目标电流,从而验证了控制策略的有效性。     

主/被动传感器辐射控制的调度方法

为了降低目标跟踪时传感器系统的辐射风险,研究了主/被动传感器的调度问题。通过建立基于部分可观马尔可夫决策过程的传感器调度模型,给出了目标跟踪精度和系统辐射代价的预测公式,并以满足跟踪精度约束的同时系统辐射代价达到最小为优化目标建立了目标函数,设计了一种改进分布式拍卖算法以求解该问题。仿真实验表明,该方法能够通过合理切换各平台上的主/被动传感器,使系统在不牺牲跟踪精度的同时,降低辐射代价。     

卡尔曼滤波方法在经纬仪图像数字传感系统中的应用

研究了卡尔曼滤波在图像数字传感系统（IDSS）中的应用,设计了基于随机噪声下匀速运动的卡尔曼滤波算法和基于延时的卡尔曼滤波算法。仿真结果表明,IDSS跟踪误差减小,当跟踪目标从视场消失时,控制系统按照预测的目标信息跟踪。     

纯方位系统定位与跟踪的加权法数学模型

基于多方位一初距最小二乘滤波,对纯方位系统单目标定位与跟踪问题,给出了加权搜索法;并进行了具体算法设计,对不同航路进行了大量仿真实验,验证了理论的正确性.     

封面图片说明

正封面图片来自本期论文"角速度约束卫星编队控制与虚拟演示验证",图片是视景仿真中角速度约束下跟随者航天器对领航者航天器姿态跟随卫星编队控制图.针对角速度约束下卫星编队姿态同步控制问题,提出一种附加系统动态-姿态同步控制器综合设计策略.首先,考虑角速度约束影响,建立约束下卫星编队模型;其次,建立姿态跟踪误差方程,将角速度约束转化为角速度跟踪误差约束,并设计新型有限时间附加系统动态,保证姿态变化满足约束要求;然后,基于附加系统状态,设计姿态同步控制器,     

基于嵌入式的智能目标检测与跟踪系统

借鉴嵌入式系统在电子技术、信号处理和计算机等领域运用的成功经验,在分析目标检测与跟踪算法的基础上,将改进的目标检测与跟踪算法植入嵌入式系统,设计一种基于嵌入式S3C2410处理器的目标检测与跟踪系统,给出该系统的硬件结构和软件程序流程图,并以具体的飞行目标对其进行目标识别和跟踪。通过实验发现该系统可实现目标的准确跟踪。     

无人机跟踪系统仿真平台的设计与实现

为解决无人机(Unmanned Aerial Vehicle, UAV)在进行地面目标跟踪实验时,存在验证难度大,成本高等问题,设计和实现了基于视景仿真软件和MATLAB/Simulink的仿真平台.首先,选择汽车作为地面目标,在视景仿真软件中导入UAV和汽车的三维模型,并设置虚拟云台和摄像机.其次,利用UAV、汽车与云台之间的相对运动模拟UAV跟踪过程中场景的变化,基于运动补偿的云台控制算法保证了虚拟摄像机始终指向目标.然后,虚拟摄像机采集目标所在区域的图片,图像跟踪算法跟踪图片中的目标,并利用目标图像模型解算目标在世界坐标系下的位置.最后,根据目标位置,使用参考点制导法生成期望的滚转角指令,引导UAV围绕目标盘旋飞行.视景仿真软件、图像跟踪算法和MATLAB/Simulink之间通过共享内存与UDP进行闭环通信.此外,提出一种实用可靠的标定方法,完成了视景仿真软件中虚拟摄像机内参矩阵的标定.仿真结果表明:该仿真平台能较好地模拟UAV对不同运动状态汽车的跟踪,得到的仿真结果具有较高的工程参考价值.本文的研究成果为目标跟踪实验提供了良好的仿真环境,有效减少实验成本.     

配置机械手的轮式移动机器人目标物体跟踪与抓取

针对配置机械手的室内轮式移动机器人目标物体识别、跟踪和抓取问题,采用一种目标物体识别和机器人定位的方法,利用一种基于模糊控制的轮式移动机器人视觉伺服跟踪控制的方法。针对机器人目标识别跟踪及抓取过程中受环境条件变化的影响,采用HSI颜色模型和基于阈值的区域分割的图像处理方法可以完成目标颜色物体的快速准确识别。基于云台摄像机角度信息的机器人小车目标定位方法和模糊控制理论,设计了模糊跟踪控制器,使机器人输出合适的线速度和角速度,能够实现机器人目标跟踪,使移动机器人趋近目标物体位置,并完成机械手目标物体抓取任务。仿真和实时实验结果表明：所设计的系统具有良好的目标物体识别、跟踪和准确抓取目标的能力。     

自由空间光通信ATP地面模拟系统研制

自由空间激光通信技术研究关键的步骤之一是通过其地面实验演示系统研究各项关键技术和整体优化技术,并验证它们的性能。文中描述了该地面实验演示系统的一个关键分系统-捕获、跟踪、瞄准(ATP)系统的设计、预期达到的性能和未来升级的设想。     

基于“当前”模型的IMM-UKF机动目标跟踪融合算法研究

文章设计了一种基于“当前”统计模型的交互式多模型无迹卡尔曼滤波(IMM-UKF)融合算法.首先在交互式多模型算法框架内,计算“当前”统计模型的概率,自适应地调整“当前”统计模型中目标加速度,提高了“当前”统计模型的自适应性.其次,该算法结合了交互式多模型和无迹卡尔曼滤波算法,该算法具有交互式多模型具有对不同目标机动模式自适应跟踪的能力和无迹卡尔曼滤波滤波度高的优点.最后,采用分布式融合算法提高了系统抗干扰能力及对目标跟踪的有效性和跟踪精度.通过对三维机动目标进行仿真,结果表明文中所设计的IMM-UKF融合算法对于跟踪以多种机动策略实时机动的目标具有较好的跟踪性能,可以减小系统机动跟踪的误差均值和标准差.较之传统的交互式多模型算法,跟踪性能更加优越.     

基于VC＋＋的光纤通信演示与仿真系统设计

光纤通信系统的计算机仿真是对系统进行规划设计、性能分析及研制新型系统的重要手段,并在相关课程教学中具有重要地位.借助VC＋＋的优势,设计并实现了一个光纤通信演示与仿真系统.能演示FLASH等资料;采用分析计算与蒙特卡洛仿真结合的方法,建立了光纤通信系统各模块的仿真模型,能直观显示信号波形、眼图、误码率等仿真结果,用户可以根据需要动态调整参数,采用面向对象的设计方法,具有一定的可扩展性和可移植性.将系统应用到《光纤通信》课程中,取得良好的效果,实用性较强.系统也可为其他相关研究提供良好的平台或借鉴.     

一种基于多重次自适应因子的强跟踪UKF算法

针对强跟踪UKF算法存在自适应因子调节单一、难以准确调节多维的系统变量对不准确系统模型和噪声自适应调节能力不够的问题,提出了一种基于多重次自适应因子的强跟踪UKF (MST-UKF)算法．首先解析了强跟踪UKF的本质原理;其次提出在状态噪声协方差和观测噪声协方差前各引入多重次自适应因子对角矩阵对其进行自适应调节,并对其计算方法进行了设计;最后分别针对系统模型、噪声不准确情况下的目标进行跟踪仿真．仿真结果表明,MST-UKF算法能自适应直接调节噪声协方差,以此应对系统模型的不匹配、状态噪声的不准确性以及观测噪声的不准确性,实现了对复杂条件下目标的良好跟踪．     

基于遗传算法的滑模目标跟踪控制

本文介绍了遗传算法,并设计推出一种滑模目标跟踪控制器,并利用遗传算法对滑模目标跟踪控制器进行了优化,计算机仿真证明取得了良好效果。     

基于SOPC的实时运动目标检测与跟踪系统

设计了一种以FPGA为核心处理器件的实时运动目标检测与跟踪系统,采用基于累积差分更新的背景减除法检测运动目标,卡尔曼滤波和直方图匹配算法对目标进行跟踪。实验结果表明,该系统能对静态背景视频序列中的运动目标实时有效地进行检测和跟踪。