一种导弹与目标碰撞检测的仿真模型

帧间碰撞(高速碰撞)一直被很多碰撞检测算法所忽视,然而,由于高速运动对象的存在,如导弹飞行仿真中必须要考虑到帧间碰撞,文中提出一种针对导弹与目标的碰撞检测算法,这种数学规划方法把碰撞检测的问题模拟成一线性规划方程,应用几何方法解决高速碰撞.该算法具有数据结构简单、算法稳定和速度快等优点.     

基于危险截面特征点的多体分离碰撞检测方法

为了保证多体分离的安全、可靠,对多体分离边界干涉及相应的分离碰撞检测方法进行研究,给出一种基于危险截面特征点的分离碰撞检测方法。针对典型串、并联式分离体的碰撞形式,利用危险截面特征点方法分析确定碰撞检测时各类分离体上的危险体元素,进而分析确定分离过程中危险体元素间的最短距离。以某新型飞行器串联外切式分离为例对该方法进行验证,并与工程上常用的质心检测方法进行对比分析,结果表明该方法可有效改善分离碰撞检测精度,可为修正多体相对运动、选择连接分离装置以及相关结构布局设计等提供依据。     

离散探测点序列的最优化计算

摘要：针对离散时间探测随机运动目标这类问题,设计一种新的最优探测点序列逼近算法。在搜索状态建模和 求解一阶搜索状态方程特征迹线解的基础上,建立对随机运动进行离散时间探测的发现概率最优控制模型,结合动 态规划原理,实现该算法步骤。在满足1 阶搜索状态方程的随机恒速目标条件以及有限指数探测函数条件下,将算 法应用到算例。结果表明：当随机恒速运动目标初始位置和速度均服从圆正态分布时,该算法能由任意给定的初始 探测点序列优化收敛,满足精度要求的最大发现概率的最优探测点序列。     

回转组合体超声自动检测中防碰撞研究

为解决基于机械手的超声自动检测系统检测过程中碰撞问题,将超声检测系统分为碰撞体和静止体,并引入基于距离场的碰撞检测算法。结合检测机械手的运动学方程,在超声自动化检测系统虚拟环境中进行碰撞检测,实现了镁合金弹壳检测过程中对系统的防碰撞监测。通过对比不同扫描参数的检测实验,分析静止体与碰撞体最短距离的变化规律,实现镁合金弹壳的超声检测工艺优化;将近似距离场的改进算法与传统方法进行了对比实验。实验结果表明：改进算法使碰撞检测效率提升了80.62%,可满足镁合金壳体超声检测防碰撞的效率要求,且在关键位置可保证与传统距离场检测算法相同的精度。     

机器鱼2D 仿真平台碰撞检测算法

为了实现机器鱼2D仿真平台各个对象间完整的碰撞检测,提出一种基于离散碰撞检测的算法。该算法以机器鱼2D仿真平台为基础,结合包围盒树,运用计算机图形学对平台中各个仿真对象进行精确建模;并利用图形学中的分离轴理论、Voronoi Region等概念,提出了适合各对象的不同碰撞检测算法,快速准确地输出检测结果。同时采用运动插值技术,减小步长并键入中间运动模态,实现了模拟连续碰撞检测,进一步提高了碰撞检测准确度。实验结果证明：该方法实现了模拟连续碰撞检测,具有高效、精准的特点。     

基于Vega Prime 的飞行碰撞检测仿真系统设计

为了解决飞行碰撞检测仿真系统问题,提出了一种飞机碰撞检测航母的仿真系统设计。将飞机模型和飞行场景模型相结合,采用三维建模工具Multigen Creator,构建飞机、海洋和航空母舰等模型。将模型导入Vega Prime平台中的ACF文件,进行虚拟场景开发,采用C++语言,应用程序接口API调用Vega Prime的ACF文件,解决飞机实时飞行碰撞检测的问题,设计一个基于Vega Prime的环境飞行视景仿真系统,并进行测试验证。测试结果表明：该系统能快速、准确地对飞机碰撞航母进行实时检测,具有良好的实用性和可行性。     

基于气动耦合的导弹适配器初始分离弹道数值分析

为了准确预测与导弹分离后导弹适配器的初始分离弹道,使用基于局部重构方法的动网格技术,将适配器的运动与流场的变化耦合。通过CFD方法实时求解适配器飞行过程中的气动载荷,并对适配器的六自由度运动微分方程进行求解。使用基于尺寸函数的局部重构方法对适配器周围网格进行更新。通过数值计算得到了适配器在初始分离弹道阶段的气动载荷系数曲线,以及适配器的分离速度、角速度曲线和分离飞行轨迹,并与试验结果进行了对比,两者高度一致。结果表明,在分离初速的作用下,适配器与导弹的距离逐渐增大,在气动力作用下适配器发生偏转,直到初始分离弹道结束适配器未与导弹发生碰撞。     

空射反临近空间高速目标的制导律研究

针对反临近空间高速目标和直接碰撞的要求,研究了弹目三维运动规律,构造了导弹运动方程,并利用滑模变结构理论和最优控制理论,设计了反高速末制导律。仿真结果表明,该制导律能够在目标机动的情况下满足直接碰撞的要求,控制量抖动也在允许的范围之内。     

动态背景下基于运动矢量补偿的目标检测

在动态场景下,为了降低背景运动对目标检测产生误差的影响,针对视频序列图像,提出基于运动矢量 补偿的目标检测算法。采用背景运动补偿方法来完成目标检测,利用 SURF 特征点来获取精确的匹配点对,从而获 取准确的运动矢量;根据运动目标和背景运动矢量位移的不同来区分出前景和背景区域,将背景运动矢量代入模型 进行参数估计,提高背景补偿的精度;用帧差法检测出运动目标。实验结果表明：该算法具有鲁棒性,能够准确检 测出动态背景下的运动目标。     

基于可通行度估计的无人履带车辆路径规划

针对现有路径规划方法对地形特征考虑不足的问题，以无人履带车辆为研究对象，提出一种基于可通行度估计的路径规划方法。基于卷积长短期记忆(Conv LSTM)网络，从连续轨迹上提取激光雷达点云的空间特征和时间关联特征，融合车辆运动特征，估计地形可通行度。基于地形可通行度，改进A^*算法的节点扩展方式和代价函数，输出满足无碰撞约束和低可通行代价的离散路点；使用无梯度迭代平滑算法减小路径松弛度和可通行度代价；再使用三次B样条曲线对离散路径进行拟合，输出平滑参考路径。以参考路径建立Frenet坐标系，构建基于可通行度代价的安全走廊，在满足无碰撞约束、低可通行度代价的前提下，在走廊内生成满足车辆运动学约束的平滑路径。试验结果表明，所提出的方法能够充分考虑地形特征，提升路径规划结果的稳定性和可通行性。     

基于MCNN-GRU 的舰面目标碰撞预警方法

为提升甲板舰面目标的转运安全性,提出一种多个CNN-GRU(multiple CNN-GRU,MCNN-GRU)碰撞 预警网络模型。该网络融合了卷积神经网络(convolutional neural network,CNN)对单时间步信息特征的提取能力以 及门控循环单元(gate recurrent unit,GRU)对时序序列的记忆能力,通过多通道网络结构提升对多时间步信息特征的 处理性能;在数据集上,利用目标检测网络和关键点检测网络、位姿解算模型及碰撞检测方法制作舰面目标碰撞预 警数据集。通过不同网络在数据集上进行实验的结果表明：该模型对舰面目标的双机碰撞预警精度为92.44%,具有 较好的效果。     

理想声自导鱼雷运动要素的距离方位观测解算方法

为快速预测鱼雷的声自导弹道,以特定时刻相对本舰的距离、舷角为运动要素,将其弹道参数化为以此要素为初值的微分方程组的解,论证了其解析解与一个代数方程等价,证明了此方程经变换后可用标准牛顿方法计算。考虑声速的作用,建立了发射、接收点分开的主动声纳探测模型,构造了基于距离、方位观测值解算鱼雷运动要素的相对较优的弹道拟合准则。实现了小样本条件下理想声自导弹道估计的快速计算。仿真实验证实,该方法预测的弹道可满足反鱼雷鱼雷射击参数计算的需要。     

一种设备接口连接行为的三维仿真方法

针对多媒体设备接口种类繁多、连接复杂、实际操作训练少的问题,提出一种基于Unity3D设备接口连接行为的仿真实现方法。利用Unity3D中碰撞检测系统,实现接头与接口之间的交互;通过在接口处设置特有的线性探测碰撞体,将用户对接头的操作限制在二维平面内;利用脚本控制接头的第三维运动,提高用户使用效率,增加接头接口对接精度;采用 C#语言 MonoBehaviour 类中的协程,精确控制接头运动,增加系统真实度。仿真结果表明：该方法仿真效果好,易于实现,用户体验真实,可移植性强。     

导弹分离碰撞判断与最小距离快速算法

针对分导式多弹头导弹模型较规范的特点，提出了一种新的快速计算空间两物体间距离的方法，实现了对分导式多弹头导弹整个分离过程的实时仿真．仿真结果表明，本计算方法较简单，计算精度高，能准确地进行碰撞判断和距离计算．     

薄片状体沉降过程中的多体干扰流场特性

针对薄片多体气动力干扰问题,建立了相关的控制方程和湍流方程,分别采用二阶迎风格和全隐式方法进行空间离散和时间离散,建立了含碰撞响应的非结构动网格方法.利用耦合求解Navier-Stokes方程和刚体动力学方程,数值模拟了薄片多体沉降过程.数值模拟结果与试验记录的运动状态符合较好.对薄片多体沉降干扰非定常流场结构变化的分析和对其流动机理的研究结果显示,多体间的干扰不仅改变物体的运动姿态,而且促进分离.近距的初始相对位置下,薄片运动初期产生接触,提供了物体分离的反向冲量.薄片在干扰作用下滞空翻转并存在互斥的趋势,侧缘形成附着涡,伴随着物体运动发展脱落.     

基于最小二乘法运动目标标定方法及应用

为实现对运动目标的有效射击,采用最小二乘法计算运动方向和运动速度。及时且准确地进行目标标定,计算出较为准确的运动诸元,即运动方向和运动速度,从而计算出提前时间阻击点位置坐标和实有阻击点放的时间,实现对运动目标的射击;结合实例有效地验证了最小二乘法计算运动诸元的有效性和正确性,同时提出运动目标射击软件设计的建议。结果表明,该方法具有较强的实用价值和推广意义。     

发射药床自然堆积模拟

为进行发射装药挤压破碎动力学研究,通过几何方法构建了初始构型下发射药床的动力学模型,采用牛顿-欧拉方程描述发射药粒的运动过程,应用线性连接目录法建立每个药粒的邻居目录,建立发射药粒接触识别算法及三维块体接触模型,在邻居目录内应用射线交叉法进行块体间的接触检索,模拟了发射药床在重力作用下的自然堆积过程.获得了发射药床的密...     

多星分离的ADAMS仿真

以长征火箭发射伽利略星为应用背景,运用ADAMS软件对三星分离的近场情况进行了仿真分析.详细介绍了分离分析中建立星箭模型的ADAMS描述、仿真过程控制以及各偏差因素对分离过程影响的分析方法.同时,运用ADAMS仿真可以方便地对多星分离的故障模式进行分析,对数值仿真难以实现的碰撞问题进行直观的检测.