系统级仿真与验证方法在精确打击武器成像系统中的应用

合成孔径雷达(SAR)实时成像处理系统的快速仿真与验证是系统实现的前提条件,也是以SAR系统为图像匹配末制导方式的精确打击武器设计的必经之路。根据随机信号理论,对SAR成像系统的误差特性进行了简单分析。研究了基于系统级描述语言的、高效的、快速的系统级算法仿真与验证方法,使得在系统设计之初,就能够验证系统的功能与性能,并探索系统实现的体系架构。在此基础上以System C为系统级描述工具,对SAR成像的RD算法进行了单精度浮点和定点成像的仿真比较。     

基于BP-频谱扩展的多基星载SAR高分辨二维成像

首先建立了多基星载合成孔径雷达的回波信号模型,并针对多基星载SAR的特殊构型提出了基于后向投影(BP)频谱扩展的高分辨二维成像方法。这种方法充分利用了BP成像算法的自配准特性,并结合多基星载SAR空间基线三维分布的特点,在二维成像时分别对距离向和方位向的频谱宽度进行扩展,实现多基星载SAR高分辨联合二维成像。实验结果表明:该方法突破了单站星载SAR成像分辨率的限制,充分利用多基星载SAR几何构型的优势,提升了星载SAR二维成像的分辨率。     

空空导弹弹载SAR信号分析与成像研究

文中针对空空弹载SAR平台运动速度快和大斜视角的特点。在建立弹载SAR空间几何模型的基础上,研究了导弹-目标飞行过程中回波信号的相位近似误差,设计了改进的Chirp Scaling（CS）算法并得到了聚焦的目标图像,理论分析和仿真表朗了算法的有效性。     

基于TMS320C6678DSP多核编程的SPECAN成像处理算法实现

介绍了SPECAN(SPECtral analysis) SAR成像算法基于2片TMS320C6678的工程实现.文中对SPE-CAN SAR成像算法原理做了简单介绍,对算法工程化实现进行重点描述,着重对实现过程中DSP多核间同步、2片DSP间的同步、多核多通道EDMA传输以及大数据量存取及解决措施进行了介绍,并给出了工程实现结果.与其他几种成像算法工程化比较,通过结论可知对于成像精度要求不高,但要求快速实时处理时,SPE-CAN算法为最理想的工程化实现成像算法.     

基于改进快速区域卷积网络的目标检测轻量化算法

基于深度学习的目标检测算法已成为合成孔径雷达（SAR）图像目标检测任务的主流。深层网络通常具有大量参数,运行速度不能满足实时要求,难以在资源受限的设备(如移动端)上部署。考虑到对模型实时性和可移植性的要求,对双阶段目标检测算法快速区域卷积神经网络进行轻量化改进,比较不同改进方法对算法速度与精度的影响。结合SAR图像的特点,优化轻量化模型,与单阶段目标检测算法的单脉冲多盒检测网络对比。仿真实验结果表明,改进轻量化模型在保持原有精度水平下,模型占用内存和算法运算量大大减少,可有效满足SAR图像目标检测的实时性要求。     

时延转发干扰对RD成像算法性能影响研究

根据干扰信号与雷达回波信号的相关性,利用合成孔径雷达（SAR）RD成像算法,分析了固定时延转发干扰和随机时延转发干扰对SAR成像系统的影响,以便找出干扰SAR的有效途径。     

星载SAR实时成像处理系统结构设计

星载SAR的全天候、全天时、二维高分辨等优点使其成为最重要的对地观测手段之一,发展星载SAR的实时成像处理技术可以大幅提高卫星系统的快速反应能力。本文对DSP、FPGA和ASIC 3种可以应用在星载SAR实时成像处理系统中的技术途径进行了比较分析,在此基础上,设计了一种异构并行的星载SAR实时成像处理系统结构,指出了该结构对于星载环境的适应性。通过将CS成像算法在该结构上进行算法分解与映射,在实时条件下给出了全系统多级流水线结构的实现方法,证明了该结构适合完成星载SAR的实时成像处理任务。     

INS/GNSS/SAR组合导航系统故障检测技术研究

文中对INS/GNSS/SAR组合导航系统进行了系统级故障检测、隔离和重构技术研究.以惯导组合系统(INS/GNSS/SAR)为例,采用联邦滤波器的容错滤波算法,进行了计算机仿真,仿真结果表明该算法具有不低于集中卡尔曼滤波的导航精度,同时还具有较强的容错性.     

复杂微动目标SAR仿真技术

针对基于微动特征提取的目标识别技术研究,提出了一种基于电磁散射计算的微动目标SAR回波仿真方法。该方法在完成雷达目标动态几何建模的基础上,结合目标高频电磁散射计算与距离频域回波模型,能够实现指定雷达视角和电磁参数条件下的微动复杂目标SAR回波仿真与图像模拟。结合实际情况,以螺旋桨飞机为例,研究了其SAR回波特性和成像特性,仿真结果表明该方法能够有效解决微动仿真问题。     

SAR图像与可见光图像融合的建筑物提取算法

提出了一种基于SAR图像和可见光图像融合的建筑物提取算法,由SAR图像提供建筑物的可能方位信息,由可见光图像提供建筑物提取所需的视觉特征。该算法充分利用建筑物在2幅已配准的SAR图像和可见光图像中所表现的共性和互补特征,采用边缘匹配和感知组合的方法提取建筑物的轮廓,在可见光图像中采用屋顶灰度均匀性特征进行建筑物验证。实验结果表明,本文算法具有较好的检测效果。     

弹载图像探测器广域协同探测算法

针对弹载图像探测器协同探测的分配方式影响目标信息增益的问题,开展此类探测器广域协同探测算法研究。以获取最多有效毁伤信息为目标,研究了弹载图像探测器散布修正与目标分配问题;建立完整的图像探测器动力学模型和目标等效模型,模拟多探测器的协同探测环境;通过有效信息熵描述图像探测器系统获取毁伤信息的能力,推导毁伤信息熵与系统和目标的相关方程,得到协同探测能力的评价准则;基于Kuhn-Munkres算法和Runge-Kutta算法,提出求解图像探测器最佳修正时机与最优观测目标分配的优化求解方法,并给出算法流程,解决弹载图像探测器协同探测的最优分配问题。结果证明：与图像探测器随机分配方式进行对比,该算法具有更高的信息增益;当图像探测器越过检测目标时,目标信息熵增益同比增长24%。     

基于远心镜头的高精度视觉测量仪

针对传统测量技术在特别微小、柔软、形状特异等物件测量上的不足,设计一种基于远心镜头成像及图形分析算法的视觉测量仪。对仪器的工作原理和设计思路进行了研究。介绍了测量仪整体架构、图像采集和显示处理子系统的设计方法,对远心成像技术的特点、畸变校正方法和亚像素分析等问题进行了阐述,并通过精度测试进行验证。对比结果证明:该测量仪操作简便、精度高,测量精度在3μm之内,重复测量精度在1μm之内,圆弧圆直径重复测量精度在3μm之内,能够适应各种几何尺寸的测量。     

弹载SAR大斜视扩展CS成像算法

针对弹载合成孔径雷达大斜视工作模式下图像几何失真和成像匹配过程中的图像失配问题展开研究,通过分析巡航导弹攻击末段飞行特性,提出了一种采用距离向变标处理的扩展CS算法.该算法可以校正因大斜视带来的图像几何失真,能够用于末制导景象匹配.点目标和分布式目标仿真结果证明了算法的有效性,与传统的CS算法的对比证明了算法的优越性.     

An Improved Scene-based Nonuniformity Correction Algorithm for Infrared Focal Plane Arrays Using Neural Networks

The improved scene-based adaptive nonuniformity correction （NUC） algorithms using a neural network （NNT） approach for infrared image sequences are presented and analyzed. The retlna-like neural networks using steepest descent model was the first proposed infrared focal plane arrays （IRFPA） nonuniformity compensation method, which can perform parameter estimation of the sensors over time on a frame by frame basis. To increase the strength and the robustness of the NNT algorithm and to avoid the presence of ghosting artifacts, some optimization techniques, including momentum term, regularization factor and adaptive learning rate, were executed in the parameter learning process. In this paper, the local median filtering result of Xij （ n ） is proposed as an alternative value of desired network output of neuron Xij （ n ）, denoted as Tij （ n ）, which is the local spatial average of Xij （ n ） in traditional NNT methods. Noticeably, the NUC algorithm is inter-frame adaptive in nature and does not rely on any statistical assumptions on the scene data in the image sequence. Applications of this algorithm to the simulated video sequences and real infrared data taken with PV320 show that the correction results of image sequence are better than that of using original NNT approach, especially for the short-time image sequences （several hundred frames） subjected to the dense impulse noises with a number of dead or saturated pixels.     

基于遗传算法的航空发动机模糊优化控制

为适应航空发动机非线性的控制要求,采用基于多个修正因子的模糊控制方法对航空发动机的控制器进行设计,利用改进的遗传算法对模糊控制器的多个修正因子进行参数优化,并对航空发动机数学模型进行仿真试验.从仿真的结果看,改进遗传算法的收敛性比较强,收敛速度快;仿真优化后的修正因子取值在满足一定范围时,控制系统能达到比较好的控制效果.基于遗传算法参数优化的模糊控制器表现出比较好的控制性能.     

捷联惯导系统圆锥误差分析

圆锥运动是刚体运动的一种几何效应，在圆锥运动下产生的圆锥误差是捷联惯导系统的重要误差源。产生圆锥误差的运动学机理表明，该误差在捷联惯导系统中只能通过系统设计和算法补偿等方法使其尽量减小而无法完全消除。本文在分析了圆锥误差的运动学机理的基础上推导了由于安装误差、陀螺量化误差、陀螺频带选取等因素影响下圆锥误差的大小。同时介绍了描述刚体圆锥运动的Goodman Robinson理论，应用该理论推导出了圆锥误差的一种有效修正算法，并通过仿真进行了验证。仿真结果表明，采取提高硬件精度和软件补偿的方法可以有效地降低圆锥误差对系统精度的影响。     

基于原始图像矩的抵抗RST攻击的数字图像水印算法

设计抵抗RST(旋转、缩放、平移)攻击的数字水印算法是数字水印技术研究中的难点。针对这个难点,本文采用了广泛应用于模式识别中的几何矩技术,利用3个原始图像的几何矩和遭受攻击后图像的几何矩信息准确地估计出水印图像所经历的几何攻击,然后对其逆变换校正,确保了水印嵌入与检测的同步,极大的提高了水印算法抵抗RST攻击的能力。本文实验结果表明：该算法对抗RST攻击具有很好的鲁棒性。     

改进的卡尔曼滤波非均匀性校正算法

针对基于卡尔曼滤波(Kalman filtering,KF)的红外焦平面非均匀性校正算法的计算量和存储量较大,不利于实时性校正的缺点,提出一种改进的卡尔曼滤波非均匀性校正算法。该算法通过线性递归滤波器修正了观测方程,用每一帧块图像的统计均值来代替卡尔曼滤波校正算法中的观测矩阵,使增益矩阵得到简化。Matlab仿真实验结果证明:该算法的校正效果与传统的卡尔曼滤波校正算法相当,但大大减少了计算量和存储空间。     

利用对极几何约束的方法提高SIFT算法的正确率

针对SIFT算法是一种提取局部特征的算法,不能完全体现整幅图像信息,并容易产生失配的问题,提出了一种改进方法。该方法利用swr算法的匹配结果计算两幅图像之间的对极几何关系,利用该约束关系对SIFT算法的结果进行筛选以提高SIFT算法匹配点的正确率。实验结果表明,匹配正确率随着误差精度的提高而提高,反映出算法具有良好的噪声鲁棒性。     

基于FxLMS算法的双层隔振系统主动控制研究

将FxLMS算法应用到双层隔振系统,推导了该算法的实现过程,并进行振动主动控制,分析了步长和阶数对控制效果的影响;建立了双层隔振几何模型,并进行动力学分析,基于Simulink完成双层隔振系统的振动主动控制仿真过程;仿真结果表明：该算法收敛速度快,权值收敛效果好,稳态误差小;运用FxLMS 算法,对多频线谱进行综合控制,控制效果良好;在保证系统稳定收敛的情况下,步长和阶数对控制效果的影响明显,合理调节步长和阶数,能明显改进主动控制效果。