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.     

高炮对超高速目标射击死界与射击时限的研究

针对文献[2]提出的相关问题与结论,本文研究了高炮在针对高速、超高速目标的射击过程中,射击死界与目标飞行速度、高炮最大跟踪角速度之间的关系,并探讨探测器最远发现距离对有效射击区域的影响。首先以某型高炮为实例,分别给出了射击死界随目标运动速度、高炮最大跟踪角速度的变化趋势,以及高炮实际火力有效作用区域随探测器最远发现目标距离的变化趋势。然后应用弹头飞行时间曲线说明了高炮至少具有的最小射击时间。结果表明,增大探测器最远发现目标距离与提高高炮最大跟踪角速度,可以有效地增大有效射击区域和有效射击时限区间,提高高炮的作战能力。     

快速协方差交叉融合算法及应用

针对分布式传感网络系统中存在互协方差未知的情形, 融合系数的科学设计对于融合性能至关重要. 本文以各节点估计方差矩阵逆的迹的倒数作为计算融合系数的中间变量, 设计了一种序贯快速协方差交叉融合算法, 可以显著减少各个融合节点的计算量, 能够保证各融合节点融合结果相同. 在给定系统的误差方差上界约束与优化指标前提下, 该融合算法结合粒子群优化算法, 能够给出对分布式系统中各个节点的传感器精度要求. 工程实践中, 可为传感器的选型提供理论依据. 最后, 给出了一个分布式网络传感器精度选型的算例及快速协方差交叉融合算法在雷达网中的应用实例.     

不完全量测下基于事件触发机制的面目标跟踪系统CRLB

面目标跟踪系统状态估计问题中,附加的强非线性面目标扩展测量会增加系统的通信量和估计中心的计算量.为此,基于工程应用,提出一种不完全量测下的事件触发机制来控制面目标测量传输.从理论上推导了事件触发机制下面目标跟踪系统的理想（枚举）克拉美罗下界（Cramer-Rao lower bound,CRLB）和统计意义下的CRLB,该统计意义CRLB为理想CRLB的下界,计算复杂度远小于理想CRLB,便于工程应用.典型测试航路下的仿真结果表明:不完全量测下,面目标跟踪系统CRLB明显小于传统质点目标跟踪系统CRLB;同时,利用所提事件触发机制,可在大幅减少面目标跟踪系统通信量的同时保证系统的最优估计性能.     

PI控制中衰减度与H∞指标的相容性

研究n阶线性定常系统在PI控制下衰减度与H∞指标的相容性问题.首先基于D-分割法和边界穿越定理,分别推导了描述PI控制器参数稳定域边界、PI控制器满足期望的衰减度指标的参数边界和期望的H∞指标的参数边界的解析表达式.再应用满意控制思想,对上述期望指标的相容性进行了分析,给出了相容指标较好的取值范围.当上述两类指标相容时,可以迅速得到整个PI控制器相容性解集(满意解集).用一个算例说明了所提出的设计方法的有效性.     

基于反步法的有限时间机器人环航控制器设计

以二维运动目标的环航跟踪为背景,在非完整机器人速度受限情形下,设计了一类以规定环绕速率沿固定半径跟踪目标的控制器.首先,由极坐标系下的环航系统模型,利用反步法给出了一种使系统达到渐近稳定的控制器.进一步,考虑机器人在有限时间内达到跟踪要求的工程需求,利用饱和函数和Lyapunov稳定性理论,设计了一种使机器人运动轨迹在有限时间内收敛到期望轨迹的有限时间饱和控制器.最后,数值算例验证了所提控制律的有效性.     

连续系统下的一种容偏估计策略

目标跟踪系统中为降低系统复杂度和保证估计的平稳性常常选择尽可能低阶次的模型, 当目标出现较高阶次的机动时, 则很容易丢失目标. 在假定目标的机动时间与强度均有限时, 提出了容偏估计的思想, 将稳态误差系数约束连同区域极点、估计误差方差上界指标一起构成估计系统的约束指标集, 寻求使得稳态误差系数尽可能小的滤波器, 以使得对机动目标跟踪的系统偏差尽可能小. 通过将约束指标集转化为一组双线性矩阵不等式(BMIs),并利用迭代求解线性矩阵不等式(LMIs)近似BMIs的方法, 得到了满足给定指标约束要求的容偏估计策略, 所设计的容偏估计策略可同时保证估计的准确性和精确性的要求, 从而保证了在目标出现机动时, 估计输出具有尽可能小的系统偏差. 最后数值算例对所提出的结论进行了说明.     

PI控制中衰减度与H∞指标的相容性

研究n阶线性定常系统在PI控制下衰减度与H∞指标的相容性问题.首先基于D-分割法和边界穿越定理,分别推导了描述PI控制器参数稳定域边界、PI控制器满足期望的衰减度指标的参数边界和期望的H∞指标的参数边界的解析表达式.再应用满意控制思想,对上述期望指标的相容性进行了分析,给出了相容指标较好的取值范围.当上述两类指标相容时,可以迅速得到整个PI控制器相容性解集(满意解集).用一个算例说明了所提出的设计方法的有效性.     

事件触发容积卡尔曼滤波及其在火控探测网络中的应用

为减小传感器网络中各探测单元和融合中心间的数据传输量,设计了基于双重判断准则的事件触发机制,以控制各探测单元到融合中心的数据传输。为得到比已有事件触发融合估计算法更高的估计精度,提出了一种基于所提事件触发机制和平方根容积卡尔曼滤波的非线性融合估计方法。仿真和试验结果表明：所提方法与基于周期传输机制的容积卡尔曼滤波相比,可减小数据传输量;与已有事件触发融合估计方法相比,可在数据传输量基本一致情况下获得更高的估计精度。     

带有不同视场约束的多导弹分布式协同制导

针对带有不同视场约束的多导弹,提出一种分布式协同制导策略。各导弹以固定周期与网络中的邻居导弹节点交互剩余距离信息,生成一致性误差。根据导弹视场范围和前置角,采用饱和函数将一致性误差生成协同一致律,以确保相关变量实现状态一致。当导弹相关变量状态一致且接近目标后,各导弹断开通信连接,独立导引至目标。依据反馈线性化、图论和矩阵理论,给出协同制导律成立的充分条件。与传统多导弹协同制导研究相比,所提协同制导律能满足导弹各自不同的视场约束要求,且通信负担较小。仿真结果表明,多导弹协同制导实现了对目标的齐射攻击,飞行过程中各导弹能始终锁定目标。