基于多线激光雷达的障碍检测与环境重建

针对越野环境中自主导航车(ALV)的导航问题，提出了基于卡尔曼滤波理论的障碍检测算法.通过分析多线激光雷达的扫描数据，依次进行候选障碍点提取、非障碍扫描点滤除和聚类分割获取障碍信息，使用卡尔曼滤波算法对目标障碍位置进行跟踪和滤波处理，并结合自主导航车上差分全球定位系统/惯性导航系统(DGPS/INS)的位置和姿态信息进行联合定位，对ALV途经的周围环境进行了三维地图重建.试验结果表明，该算法稳定可靠，跟踪的位置误差可以降低到10 cm以内，有效地解决了越野环境下的障碍检测问题，同时成功地完成了环境场景的重建.     

激光雷达三维成像系统的研究

根据相位法测距原理,论述了用激光雷达获取三维视觉信息的技术,对主要部件进行了讨论,研制成功适合于地面智能机器人导航的激光雷达三维成像系统,其视场范围为６０°×３０°,测距范围为 ３０ｍ ,距离图像空间分辨率为１４′×１４′,测距精度在３～３０ ｍ 范围内优于８ ｃｍ ．     

基于雷达图像的水面无人艇目标检测技术

针对水面无人艇雷达目标探测问题,进行了嵌入式雷达图像采集处理系统的研究.提出了嵌入式雷达图像采集处理系统的体系结构.在提取目标位置信息的基础上,选择目标的位置、面积、不变矩特征,完成目标在雷达图像序列中的匹配,实现目标跟踪.针对雷达图像序列中偶有目标丢失的问题,利用卡尔曼滤波预测目标位置信息,帮助建立完整的目标链.最后通过海试验证了所设计的嵌入式雷达图像采集处理系统的可行性,试验表明所提出的图像处理算法、目标的特征匹配和卡尔曼滤波预测算法可以有效的完成目标的检测和跟踪.     

基于车路相互作用的动态特性分析

基于车路相互作用建立了简化的双自由度四分之一车辆振动模型,以路面不平整度为激励,描述了路面不平整度的功率谱密度,运用随机振动理论分析了不平整路面上的车辆对路面的随机动压力。实例分析表明,动载系数随着车速和路面不平整度的增加而增加,动载系数是反映随机动压力大小的重要参数。     

快速三维扫描激光雷达的设计及其系统标定

为了增强传统二维激光雷达的环境几何信息采集能力,设计了一个快速三维扫描激光雷达系统.采用了一个单片机控制的步进电机旋转二维激光雷达的扫描平面,得到第三维扫描.研制了高速数据通讯卡,实现激光雷达与数据采集计算机之间的实时传输.在整个扫描过程中,各个时刻的二维距离测量数据和相应的俯仰扫描角被同时记录下来,形成一帧完整的三维距离图像.在分析系统误差源基础上,对初始姿态误差和系统偏心误差建立了数学模型,并采用最小二乘法作了系统标定.实验结果表明,该雷达系统精度高,在量程范围内距离误差小于±30 mm,扫描速度可达1.2 s/帧数据.     

二维激光雷达实现三维成像的算法

设计了一种俯仰扫描装置,将二维激光雷达安装在扫描云台上,实现扫描数据采集。分析了扫描云台位置变换关系,研究了将二维扫描数据转换成三维扫描数据的算法。该算法通过坐标系的旋转变换,将激光雷达扫描数据点从自身扫描坐标系下转化到全局坐标系,实现了二维扫描数据到三维扫描数据的转换。通过数值仿真分析,验证了转换算法的可靠性。     

基于雷达回波视频信号的目标智能识别方法研究

为了提升常规雷达目标识别的能力,以含有更多目标原始信息的回波视频信号为基础,研究了目标回波视频信号的特征提取,提出一种基于支持向量机的目标识别方法.最后通过仿真实验验证了本文方法的有效性.仿真结果表明,采用本文方法对目标大小识别的准确率与信噪比、采样率有关;对目标机型识别能得到较高的准确率.     

Antenna radar cross section reduction by a reconfigurable radar absorbing structure

An active reconfigurable Radar absorbing structure using a pin diode for the radar cross section (RCS) reduction of the antenna reflector is proposed, which is able to be switched between metal reflector with OFF-state diodes and absorber with ON-state diodes. The reflection coefficient of the RAS reflector is able to be switched between less than -25.0dB with OFF-state diodes and more than -0.8dB with ON-state diodes around 8.3GHz. The RAS reflector with ON-state diodes is applied to a dipole antenna reflector and gives radiation performance equivalent to that of the dipole with a metal reflector. The RAS reflector with OFF-state diodes is used as a radar absorber for RCS reduction. Meanwhile, a chessboard-like geometry RAS reflector is proposed in response to the wideband RCS reduction. The RCS reduction band covers the working band and is extended to 5～18GHz. The results show that the reconfigurable RAS reflector can contribute to the antenna RCS reduction at the working frequency, with the radiation performance of the dipole antenna preserved.     

一种基于激光测距的机器人地图创建方法

针对未知环境中机器人局部地图的构建问题,提出一种激光测距的离散数据自适应曲率估计算法。采用该算法对预处理后的激光扫描数据进行环境特征分割,然后提取并描述环境特征,最后根据特征元素集构建局部地图。仿真和实验结果表明,该方法能准确地描述结构化室内环境,有效地描述和表征了实验环境。     

基于YOLO神经网络的雷达目标成像识别评估研究

针对复杂地面背景环境下的武器装备精确探测识别需求,采用Lee增强滤波、对比度自适应直方图均衡化和能量归一化等图像预处理方法,提高SAR图像质量;通过引入两个可学习的参数和采用基于非极大值抑制(NMS)方法构建了优化的YOLO神经网络目标识别方法,对基于轮廓、纹理等特征的地面目标SAR图像自动识别进行了实验.实验结果表明...     

基于雷达任务驱动的信号模拟研究

针对传统雷达信号模拟器输出信号难以体现多功能雷达信号变化规律的问题,提出了一种基于雷达任务驱动的信号模拟方法.首先给出了模拟器结构组成,然后详细介绍了跟踪管理算法的原理与实现,最后对数据率参数进行了分析.该方法不仅可以产生多种样式的雷达信号,而且重点考虑了不同样式信号的变化规律.模拟结果符合多功能雷达的发射信号特征,可为多功能雷达信号的模拟研究提供参考.     

用于激光雷达成像仿真的动态场景模型

基于激光雷达成像的基本原理,结合目标表面的空间反射特性,在图形处理器架构下,借助其强大的并行计算能力,建立了激光雷达场景动态仿真模型,实现了不同入射、观测位置条件下目标表面空间辐射亮度分布的计算．针对典型场景进行了模拟实验,并将实验结果与实际激光雷达系统采集到的图像数据进行了对比分析．实验结果表明,模拟结果与实测图像数据在基本特征上是相似的; 定量分析结果表明,模拟图像与实际图像在主要特征上是相符的．     

探地雷达检测铁路路基病害的二维正演模拟

为了识别复杂的探地雷达图像,建立铁路路基病害图像数据库,针对各种常见的路基病害,结合实地检测情况,研究铁路路基病害的探地雷达(GPR)图像特征,进行探地雷达二维正演模拟分析.基于有限差分原理,在时间域上推导横电磁波的差分方程;运用GprMax软件,对路基下道碴陷槽病害进行正演模拟分析;对路基下存在的圆形空洞,模拟不同半径和埋深的空洞,分析径深比对雷达模拟图像的影响.开挖一个人工道碴陷槽,用探地雷达实测,并进行正演模拟.实测结果和模拟结果一致,表明了该模拟方法用于实际复杂路基检测的可行性.     

直升机雷达回波的分析与检测

直升机在军事上的广泛应用对现有雷达系统提出了挑战．低空慢速、悬停式武装直升机的探测是一个迫切需要解决的课题．利用专门的电磁仿真软件,通过以美制直升机“阿帕奇”为例的飞行和转台等多种试验,分析了直升机回波的时域、频域和时频分布的特性,并根据这些特点提出了雷达探测武装悬停直升机的初步方案．     

基于OFDM共享信号的低截获雷达通信一体化波形设计

为了提高雷达通信一体化系统的射频隐身能力,确保作战平台的安全并提升作战能力,提出一种基于截获概率的正交频分复用(OFDM)雷达通信一体化波形设计方法.该方法将截获概率问题转化为最小化雷达通信一体化发射功率的问题,以检测概率和信道容量为约束条件,通过求解Karush-Kuhn-Tucker条件,得到雷达通信一体化系统发射...     

基于DDS和DSP的一种新的激光测距方法

本文在传统的相位法激光测距原理的基础上,提出了一种把直接数字频率合成(DDS)技术和数字信号处理(DSP)技术相结合的新的相位激光测距方法。本文介绍了这种测距的原理、组成结构、测量过程、性能及误差。     

Memetic优化的外辐射源雷达方位-多普勒定位方法

针对外辐射源雷达系统中快速高精度定位信息不易得到的问题,提出一种基于文化基因(Memetic)优化的方位-多普勒联合定位算法,首次将Memetic算法引入外辐射源定位领域,并设计了一种新的下降方向作为Memetic局部搜索策略,把目标定位转化成函数优化问题.实验结果显示,在无先验初始点信息和单次观测条件下,新算法不仅能将相对定位误差控制在较小范围内,而且能使定位精度稳定地逼近克拉美罗界.相比采用传统进化算法解决定位问题,新方法能够以更快的速度收敛到最优解,且单次定位时间更短,精度更高,从而实现对目标位置的快速高精度定位.     

半导体激光器自混合振动系统优化研究

为了优化半导体激光自混合振动测量系统,本文采用三镜腔理论模型,结合激光自混合振动测量的实验结果,利用数值模拟的方法对激光自混合振动信号进行仿真分析,获得了不同外腔耦合系数ζ(0.25×10-4～1.75×10-4)以及不同半导体激光器(LD)线宽展宽因子α(1～5)下自混合振动测量信号的时域特性。结果表明,较大的外腔耦合效率ζ和LD线宽展宽因子α能够获得信噪比更大、方向性更好的激光自混合振动波形。     

基于超宽带雷达基带信号的多人目标跟踪

针对超宽带（UWB）雷达多人目标跟踪中的距离扩展问题,提出基于基带信号的方法. 该方法对射频回波信号进行下变频和抽取,通过动目标指示滤除杂波. 在基带CLEAN检测提取得到量测后,采用凝聚和跳窗方法确定目标初始状态. 运用联合概率数据关联和卡尔曼滤波进行跟踪. 在3种室内环境下开展实验. 结果表明,相对于选用射频回波直接进行处理,提出的方法对多目标跟踪的均方根误差（RMSE）小于0.26 m,在数据存储空间上减少了87.5%,在目标检测的处理时间上减少了39.7%.     

用雷达目标模型散射场研究雷达成象

本文通过计算雷达目标模型的后向散射场来获得雷达回波数据,并用这组数据进行雷达转台成象研究.成象结果表明,作为一种仿真手段,通过计算后向散射场来模拟雷达回波,在逆综合孔径雷达(ISAR)研究中是行之有效的.