飞机回波FRFT域的多重分形特征与目标分类

低分辨雷达体制的限制和探测过程中背景杂波的影响,使得低分辨雷达飞机目标的分类识别较为困难。本文提出一种分数域多重分形方法,通过引入分数阶Fourier变换（FRFT）寻找飞机目标回波的最优FRFT域,并在最优分数阶FRFT域提取目标回波数据的多重分形特征,结合支持向量机进行飞机目标的分类识别。实验表明,FRFT可以增强飞机目标回波的多重分形特性;从最优FRFT域提取的多重分形特征具有较好的分类识别效果,FRFT域多重分形方法的飞机目标分类识别率要高于时域多重分形方法的飞机目标分类识别率;即使在低信噪比条件下,FRFT域多重分形方法仍可实现低分辨雷达飞机目标的粗分类。     

一种基于调制特征向量的空目标识别方法

空中目标旋转部件对雷达回波有调制作用。将回波时域幅度调制信息的幅度偏差系数作为调制特征,首先利用仿真数据分析了固定翼飞机目标和直升机飞机目标的差异,随后提出了一种最近邻分类器的设计方法,最后利用实测数据对目标进行分类,取得了较高的识别率。与支持向量机的算法相比,该分类器算法复杂度低,计算量小,识别率高,在工程上可以选用这种方法对两类目标进行分类识别。     

基于分数布朗运动模型的激光雷达目标检测

研究和分析了激光雷达目标回波与杂波背景的分形特性,以分数布朗运动(FBM)数学模型为基础,通过对不同信噪比(SNR)激光雷达回波的分析,初步证明了激光雷达回波具有布朗运动的特征。针对激光雷达杂波数据具有布朗运动的增量统计自相似性,激光雷达杂波能与分数布朗运动较好地匹配,因此可以采用布朗运动模型对激光雷达回波数据进行分析处理。当信噪比比较低时,杂波和含有目标的回波信号的分形维数比较接近,发生重叠,单靠单一的分形维数无法检测出目标。针对这一问题,分析杂波和目标信号在不同尺度上的分形维数,提出基于不同尺度分形维数的变化特征进行目标检测的算法,即基于多尺度分形维数的目标检测算法。理论分析和实验结果表明该方法具有较高的可靠性和准确性。     

防空雷达飞机回波的扩展分形特性分析与目标分类研究

低分辨雷达飞机回波的扩展分形特性提供了对目标回波在不同尺度下的粗糙度的精细描述,为防空雷达飞机目标的分类和识别提供了一种新的途径。该文在介绍扩展分形理论的基础上,首先利用扩展分形分析手段,对从某VHF波段防空警戒雷达上录取的飞机目标回波数据的扩展分形特性进行了分析,然后从模式识别的角度出发,提出了基于扩展分形特征的防空雷达飞机目标分类方法,最后采用不同类型飞机目标的实测回波数据进行分类识别实验,对该方法的性能进行了对比和分析。分类识别实验的结果表明,广义Hurst指数等扩展分形特征参数可以作为飞机目标分类和识别的有效特征,所提出的方法具有良好的分类识别性能,是一种有效的目标分类方法。      

低分辨雷达螺旋桨飞机回波调制特性的研究

结合螺旋桨飞机结构和低分辨雷达特点提出了低分辨雷达螺旋桨飞机回波调制特性的实用数学模型,井用实际的螺旋桨飞机和低分辨雷达参数对该模型进行了详细的分析和仿真。分析了某低分辨雷达螺旋桨飞机实际回波的调制特性,讨论了低分辨雷达有关参数对调制特性的限制。最后把分析结果和仿真结果进行了比较,得到了理论模型和实际相一致的结论。建立了低分辨雷达调制特征和目标结构的数学关系。     

一种低分辨雷达自动目标识别系统

低分辨雷达自动目标识别一直是雷达目标识别研究领域的难点。与高分辨雷达目标识别不同，低分辨雷达分类识别主要指对机群目标的大小、架次以及调制方式等进行粗略分类。给出了一个基于飞机目标回波波形对机群目标进行分类识别的低分辨雷达目标识别系统例子。     

基于微多普勒特征的地面目标分类

轮式履带式车辆目标分类是低分辨雷达地面目标识别研究领域的一个难点。该文基于微多普勒效应原理建立了轮式履带式车辆的雷达回波模型,针对轮式履带式车辆微多普勒调制的不同,提出了一种基于CLEAN算法的特征提取方法,提取了一种描述目标多普勒谱能量分布的能量比特征。基于实测数据使用相关向量机(RVM)和支持向量机(SVM)的识别结果表明该特征具有较好的识别性能,同时对目标速度具有稳健性。     

对空情报雷达自动辨识螺旋桨飞机

基于飞机旋转部件对雷达电磁波调制机理、调制参数模型以及回波特性，本文从实际对空情报雷达回波中提取了幅度、相位、周期3种调制特征，并分析讨论了3种调制特征物理意义及用于飞机分类与辨识的稳定性、有效性和局限性．在此基础上，提出了自动辨认特种军用螺旋桨飞机的文用方法一逐级最近邻特征综合分类法，并对实际回波进行了分类实验．分析与分类实验结果表明：3种调制特征具有相对不变性，对螺旋桨飞机的自动分类与辨识是有效的．     

基于VFDT特征的空中飞机目标分类方法

飞机机身的非刚性振动、航行姿态的改变以及机上旋转部件的转动等均会引发对其雷达回波的非线性调制,采用多重分形测度可以对飞机回波的此类调制特征进行细致的刻画。文中引入方差分形维轨迹（VFDT）这一种新的多重分形算法对飞机回波进行特性分析和特征提取,基于提出的VFDT特征并结合支持向量机（SVM）,对实际录取的多种类型飞机回波进行了目标分类识别实验。实验结果表明,VFDT特征可以较好地对多种不同类型的飞机目标进行分类辨识,并具有较小的计算量。     

一种采用集成装袋树的雷达多次回波分类方法

传统雷达多次回波分类方法容易受到目标类型和幅度起伏特性等因素的影响,其泛化性和准确性难以满足雷达装备实际需求。针对该问题,提出了一种采用集成装袋树的雷达多次回波分类方法。该方法首先对雷达多脉冲回波数据进行幅度对数变换和相邻脉冲幅度补齐预处理操作,然后利用决策树算法从标注的训练数据中学习雷达多次回波在脉冲维的幅度起伏特征,最后通过多个分类器的集成实现对雷达多次回波的准确分类。实测雷达数据验证结果表明,所提方法分类准确率达到了95.9%,可有效提升雷达多次回波的分类性能,并且不依赖于经验门限的特性,增强了其泛化能力。     

基于灰度图特征的低分辨雷达目标识别

低分辨雷达目标识别一直是目标识别领域的研究难点.由于我国现役雷达基本上都是低分辨雷达,开展低分辨雷达目标识别研究有着极为现实的意义和迫切的需求.文中基于现役低分辨雷达,研究了目标识别的关键技术,提出了基于灰度图的特征提取方法,并采用径向基函数神经网络对所提取的特征进行了识别实验,达到了较高的识别率.     

雷达仿真系统场景生成模块设计

场景生成模块是雷达仿真系统中不可缺少的一个模块。本文主要是介绍了场景生成模块的设计的思路,在完成本模块功能时也要保证与其他的模块的协同运行。然后对最重要的两个算法建立目标运动的六自由度微分方程组和利用龙格库塔法对微分方程组进行求解进行了描述。     

融合GMS检测和置信度判别的TLD目标跟踪

针对目标在遮挡、尺度变化等复杂场景下易产生模型漂移问题,基于跟踪学习检测(TLD)框架提出一种结合基于网格的运动统计(GMS)检测和置信度判别的长时目标跟踪算法。首先在跟踪模块中采用快速判别尺度空间的相关滤波器(fDSST)作为跟踪器,利用位置滤波器和尺度滤波器对上一帧目标进行位置与尺度的判别,并依据TLD算法中跟踪模块与检测模块的独立性,将跟踪模块结果输入检测模块中,采用平均峰值相关能量(APCE)对模板更新进行置信度判别。在检测模块中先引入GMS网格运动统计作为检测器,使具有快速旋转不变性特征的ORB(OrientedFASTandRotatedBRIEF)算法对上一帧目标进行特征匹配,再利用网格运动统计对匹配结果进行过滤,实现目标位置的粗定位,依据预测位置对目标检测区域进行适当的动态缩减,最后使用级联分类器对目标进行精准定位。结果表明,本文提出的跟踪方法在有效防止模型漂移的情况下,大大提高了算法的跟踪速度,同时对目标遮挡、尺度变化及旋转等挑战环境也具有较好的准确性和鲁棒性。     

Radar scattering from intermittently contacting metal targets

Radar returns from moving multielement metal targets often exhibit an unexpected modulation that has both random (or noise-like) and semicoherent components. One possible mechanism for producing this effect is the modification of the current distribution on the target that results when electrical contacts between target elements are altered intermittently by the forces associated with target motion. We propose that this mechanism can be modeled in terms of an impedance-loaded scatterer, and we present preliminary experimental results obtained using resonant dipole scatterers.     

基于姿态估计的驾驶员手部动作检测研究

为有效检查驾驶员在行驶过程中的不当行为,本文研究结合人体姿态估计信息的检测算法,通过对检测目标的约束,建立起一套具有多阶段的手部动作检测方法。该方法包含三个模块。第一,人体姿态估计模块,选取人体姿态估计网络关节的高斯热图层,通过输出的人体姿态高斯热图信息,达到对检测目标的空间信息的获取;第二,手部检测模块,基于CNN的检测网络,在网络输入层融合人体姿态高斯热图后,达到对手部的检测率提高的效果;第三,手部动作分类模块,通过接受手部检测模块的输出,消除对检测结果产生干扰的背景,将分类网络的特征提取约束在手部局部位置,提高手部动作分类的准确率,将手部区域输入至分类网络得到驾驶员手部动作,从而判断驾驶员是否存在抽烟、接听电话等不当行为,实现驾驶员的行为检测。为了验证本文提出的多阶段的手部动作检测方法,已在自制数据集上进行了相应实验。      

激光传感通信技术的智慧医疗监测系统

将激光传感通信技术应用在智慧医疗监测领域,设计高监测精度、高传输速率的智慧医疗监测系统。利用激光传感技术设计体温测量模块,模块采用F-P腔匹配滤波解调方法,泵浦源发射光产生宽带光在谐振腔生成激光,抵达光栅后原路反射到达F-P腔中心波长解调,光电探测器接收光栅反射光与F-P腔透射光的卷积,获取体温监测信号;激光跳频通信模块FPGA以串口为中介发送、接收医疗数据,模块的ASK基带编码激光调制依据调制激光循环频率随调制信号基带频率的变换的原理,计算可变基频调制信号,实现医疗数据通信传输。得到以下实验结论:体温测量模块能够提升中心波长,节约模块测量人体体温用时;激光通信模块可连续传输医疗数据,运行稳定。     

利用一个宽带脉冲估计目标运动参数

主要研究如何在一个LFM脉冲信号中提取目标运动参数。首先建立了目标速度和加速度对LFM信号的调制规律模型,分析了回波信号一次项、二次项系数的比例关系,通过调整LFM信号参数来改变系数的比例关系,进而利用分数傅里叶变换估计目标运动参数信息。在仿真与分析中,通过实例对文章的理论推导进行验证,并探讨了在速度和加速度的多种组合条件下的参数估计效果。     

Design and functional test of a novel optical testing target

A novel optical testing target (OTT) with three degrees of freedom (DOFs) is proposed for measuring the tracking performance of a photoelectric theodolite. The main components, such as the azimuth axis system, the pitching axis system, the linear motion system, and the simulated target generator, are designed. Furthermore, the linear module with the form of a large-span and low-stiffness cantilever beam is strengthened using an integrated optimization method. After the structure is strengthened, the 1st-order natural frequency increases from 14 Hz to 32 Hz. Finally, a functional test is performed and the results show that compared with a traditional optical test target, the simulated target generated by the novel target is advantageous in practice.     

Motion compensation in ISAR imaging using the registration?restoration?fusion approach

The distortion in the inverse synthetic aperture radar (ISAR) image of a target is a result of small time-varying perturbed motion experienced by the target during the image integration period and is attributed to a phase modulation effect of the radar return from the target. Large distortion in ISAR images of a moving target has been investigated and demonstrated under controlled experiments and simulation. Results from the analysis suggest that severe distortion is attributed to the phase modulation effect where a time-varying Doppler frequency provides the smearing mechanism. For applications of target identification, the registration-restoration-fusion method has been developed to refocus the distorted ISAR images. This method has been applied to both the experimental and simulated ISAR data. Results demonstrate that the registration-restoration-fusion motion compensation approach can improve the distorted ISAR image better than what can be achieved by conventional Fourier transform methods. This study also adds insight into the distortion mechanisms that affect the ISAR images of a target in motion.     

LFMCW雷达目标运动补偿新方法

针对对称三角线性调频连续波（STLFMCW）雷达体制，分析了目标运动对回波信号的影响，提出了基于距离像峰值偏移估计和脉组相位差分的径向运动参数估计方法，较好地解决了目标运动的补偿问题。仿真结果表明，该方法估计精度高，抗噪性能好，运算量低，便于系统实时处理。