一种高效低成本的视频压缩方法实现

文章提出了一种基于DSP的高效低成本的视频压缩方法的实现.硬件采用TI公司DM642 DSP,其具有成本低的特点,视频压缩采用MPEG4算法,实现复杂度适中,可高效满足用户需求.文章通过研究DSP的硬件架构,软件上采用调整程序结构、存储器优化、流水线技术、线性汇编等优化方法对移植成功的MPEG4 C语言程序进行优化.经测试,该系统优化前为2秒一帧,经优化后达到了标清25帧每秒的压缩任务,可满足军用或民用视频压缩领域的高效低成本应用需求.     

CCSDS标准Reed-Solomon码编码参数的研究

Reed-Solomon码是具有很强纠错能力的线性分组码,广泛应用于各种通信系统中。对CCSDS标准Reed-Solomon码的主要特点进行了研究,通过使用自反码生成多项式和对偶基表示法使编码器中的常数乘法器个数减少一半,并且降低编码器的实现复杂度,而代价是译码器复杂度大大增加。在分析了近年出现的低复杂度比特并行有限域乘法算法以及FPGA技术发展之影响的基础上,考虑到降低译码器的复杂度可以达到空间通信系统整体性能的优化之目的,并且有利于今后空间通信系统与地面通信系统的融合,给出了修订空间数据系统咨询委员会（CCSDS）标准关于Reed-Solomon码编码参数的建议,提出在CCSDS标准的数据传输系统中可以允许使用多项式基表示域元素。     

单目视觉惯性里程计硬件平台的研究

随着SLAM技术的不断发展,视觉SLAM技术成为了该领域的研究热点问题。其中的视觉惯性里程计分支更是视觉SLAM中的热点问题。近些年科学家们的研究大多数是基于高性能传感器的硬件环境或是数据集下进行研究,取得了显著的成果。这些成果也推动了整个SLAM领域的发展,使得研究成果逐渐向工业界转化。但是工业界对成本的敏感使得这些在高性能硬件环境下研究的算法不一定能很好的应用在嵌入式系统中。基于这样一个问题,本文设计了一款基于嵌入式的单目视觉惯性里程计的硬件平台,该平台使用的是低成本的传感器做为感知模块,使用ZYNQ做为数据处理单元,开发人员可以在该平台上研究视觉惯性里程计的问题以及对现有算法进行优化,使得学术研究的SLAM算法可以应用到嵌入式系统中。     

非规则LDPC码译码量化问题研究

对应用于国家数字电视地面传输标准的非规则LDPC码的log-BP译码算法实现中的量化问题进行研究,针对三种不同的编码效率的码字,对接收数据和中间变量进行均匀和变精度量化方案设计,并在高斯信道上仿真。通过对误码率和译码硬件复杂度两方面的对比和优化,得出了标准采用的LDPC码log-BP算法量化的实用性结论,作为硬件实现及其他应用的重要依据和参考。进一步指出对中间变量采用“变精度量化”方案,可使误码率非常接近无量化处理。     

一种易于硬件实现的CCSDS图像数据压缩算法

文章提出了一种易于硬件实现的CCSDS图像数据无损压缩算法。图像数据经过小波变换后,统计规律不尽相同。为了有效进行数据压缩,该标准针对不同的统计规律,采用不同的熵编码。针对不同的图像,讨论了直流系数（DC）量化编码和块交流系数比特深度编码中的参数k、熵编码中长度为3比特码字的编码方式参数choicel和choice3以及长度为4比特码字的编码方式参数choice2和choice4等参数的最优化选择。仿真结果表明,该算法有较低复杂度,易于硬件实现,而且能够有效优化。使输出码率最短。     

一种OFDM信号峰均比抑制算法设计

针对移动通信系统中OFDM信号峰均比抑制算法实现复杂度高等问题,提出一种低复杂度的迭代限幅滤波峰均比抑制算法。算法首先根据功率门限P0与限幅因子α对OFDM信号的实部与虚部进行限幅处理,然后将限幅处理后的信号变换到频域进行滤波和星座扩展,最后将频域信号变换到时域,完成一次迭代限幅滤波处理。通过适当选择限幅因子α,算法仅需加法运算即可实现限幅处理。在迭代运算中,算法采用高于采样率的工作时钟复用FFT/IFFT变换单元,减少了发射机中峰均比抑制的资源消耗。仿真结果表明,所提出的算法在有效降低实现复杂度的同时,保持了较好的峰均比抑制和误比特率性能。     

易于硬件实现的遥感图像两倍压缩算法

结合干涉多光谱遥感图像航天应用的要求,参考CCSDS标准无损压缩算法,提出了一种易于硬件实现的干涉多光谱遥感图像无损／近无损压缩算法。该算法在对12bit干涉多光谱图像进行2倍压缩时压缩性能与JPEG 2000标准算法相当,但算法复杂度和所需存储空间大大降低,在单片FPGA内部即可实现全部压缩功能,可以很好地满足航天应用的要求。     

一种唯相波束赋形的快速方法

针对平面阵唯相加权波束赋形算法收敛速度慢的问题,提出了一种平面阵的唯相加权波束赋形的级数展开法。该方法用一组基函数的加权和函数表示阵列的激励相位。通过优化和函数中的加权系数实现阵列快速波束赋形。仿真分析表明该方法的收敛速度明显快于以单元激励相位为优化变量的常规波束赋形方法     

一种基于FPGA的超高速FFT处理器设计

通过采用合并字节的预整序单元、全并行的基4运算单元、首级存储单元外置的移位延时整序结构和逐级 扩充字长的定点算法,用FPGA实现了一个超高速的基4全并行流水线FFT处理器;在66MHz时钟频率下,处理速度可 达到256K点／ms。     

基于GNSS载波相位仿射约束姿态确定算法

基于GNSS的姿态确定是导航制导控制系统研究的热点课题。严格姿态确定算法理论上能够获得较高的精度,但是由于其存在正交限制,使得算法复杂度高,前提条件苛刻,工程实现困难。与严格姿态确定算法相比,仿射约束姿态确定算法降低了算法复杂度,同时在天线充裕的情况下(4个或是4个以上)能够实现高精度的姿态确定。使用MATLAB实现仿射约束姿态确定算法的仿真,利用算法对GNSS静态数据和动态数据进行后处理,并与直接姿态确定算法和载波平滑伪距姿态确定算法的姿态输出精度进行对比分析。实验结果证明,仿射约束姿态确定算法优于直接法和载波平滑伪距法,能够获得较高的姿态输出精度。     

固体火箭冲压发动机导弹一体化遗传算法优化设计

遗传算法能以很高的概率找到全局最优解，适合工程优化设计要求。研究以固体火箭冲压发动机为动力的导弹的冲仑方案设计，探讨采用遗传算法实现冲压发动机导弹一体化优化设计，给出满足战术技术指标的最优总体方案和冲压发动机方案。算例表明，遗传算法是用于固体火箭冲压发动机导弹一体化优化设计的很好的优化算法，通过一体化优化设计，可以提高冲压发动机和导弹的总体性能。     

二级入轨空天飞机上升轨迹优化

以最小燃料消耗量为性能指标,考虑了多种约束条件(过载、动压、加热率等 ),采用了组合优化方法对空天飞机上升轨迹进行优化。该组合优化算法包括静态参数与动 态参数优化方法。其中,静态参数优化算法采用了全范围搜索方法,动态参数优化算法包 括动态规划法与共轭梯度法。通过数值仿真计算,得到飞行分离状态数据及相应的最 优 上升轨迹。数值仿真表明,该组合算法对航天器轨迹优化具有良好的适用性及实际工程价 值。
     

基于退火遗传算法的小推力轨道优化问题研究

利用退火遗传算法解决小推力轨道优化问题。首先利用传统混合法将轨道优化问题归结为受非线性方程约束的参数优化问题。通过结合退火和随机惩罚函数对约束条件进行处理后，用遗传算法求解这个参数优化问题。最后再采用局部优化算法提高解的精度。这种算法既保持了传统混合法精度高、解轨线光滑的优点，又克服了传统轨道优化方法收敛性差、初始猜测困难、容易陷入局部极小解的缺点。在本文的最后，利用文中提出的轨道优化算法求解“喷-停-喷”型定常推力幅值地球-木星轨道转移问题。算例证明此算法可以有效地求解小推力轨道转移问题，尤其适用于传统轨道优化方法难以求解的复杂轨道优化问题。     

基于iSIGHT平台的并行子空间算法研究

概述了并行子空间算法的两种计算框架。即基于学科级优化的并行子空间算法和基于试验设计的并行子空间算法，在对比两种算法框架特点的基础上，分析了基于试验设计法的并行子空间算法的工程实用性，最后结合算例在iSIGHT软件中完成了集成优化分析。     

Coherent optical array receiver for PPM signals under atmospheric turbulence

Adaptive combining of experimentally obtained heterodyned pulse position modulated (PPM) signals with pulse-to-pulse coherence, in the presence of simulated spatial distortions resembling atmospheric turbulence, is demonstrated. The adaptively combined PPM signals are phased up via an least-mean-square algorithm suitably optimized to operate with PPM in the presence of additive shot noise. A convergence analysis of the algorithm is presented, and results with both computer simulated and experimentally obtained PPM signals are analyzed.     

基于码元同步环路的激光测距通信一体化算法优化研究

精密测距与高速通信一体化技术已发展成为星间激光链路的主要研究方向之一。为了探究基于空间激光通信系统的通信解调算法对测距性能的影响机理，根据现有的激光通信系统架构，分析了测距通信一体化系统的工作原理，搭建了基于码元同步的激光测距通信一体化系统模型，分析了基于Gardner同步环路信号跟踪系统的测距精度，并对鉴相算法进行了优化。理论和仿真证明，优化后的码元同步环能够同时实现码元同步判决和距离解算，并得到了4 dB的噪声容忍度提升，其测距方差主要与基带成型滤波参数、环路带宽、载噪比以及鉴相增益等因素有关。该算法简洁，不受载波相位影响，对高阶调制具有良好的兼容性，适用于空间激光链路系统，丰富了测距通信一体化理论，为后续一体化系统设计提供了仿真依据。     

着陆姿态不确定下的着陆器缓冲机构优化设计

以某型着陆器为研究对象，建立其软着陆过程的动力学仿真模型，并结合Monte Carlo法研究不确定着陆姿态下的某型软着陆性能。然后，分析着陆器的软着陆性能与其缓冲机构构型参数之间的相关关系，并基于实验设计方法与动力学仿真模型得到样本点，建立以着陆器缓冲机构构型参数和着陆姿态参数为输入、软着陆性能指标值为输出的响应面模型。最后，基于响应面模型，考虑着陆器姿态的不确定性，运用结合第二代非劣排序遗传算法(NSGA-II)和多岛遗传算法(MIGA)的分级优化方法实现了着陆器缓冲机构的优化计算，得到了最佳缓冲机构构型参数。通过仿真模型校验，优化后着陆器的抗翻倒能力与底面抗损坏能力分别提升了3.546%和 5.140% 。     

基于信噪比优化的中段传感器预指派模型

结合中低轨中段弹道目标连续跟踪这一特殊应用背景,从跟踪相机交接的再捕获确认到稳定跟踪的全程角度出发,提出了一种基于信噪比和跟踪精度联合优化的新的传感器预指派模型。并采用通过对粒子降维处理和位置矢量更新的实值粒子群优化算法,对所提模型的性能进行分析和比较。仿真实验表明,该模型的调度性能较之前的优化目标函数及二进制粒子群优化算法,更贴近导弹中段飞行情况的实际且性能有所改进,因而是一种更高效的调度模型。     

控制点/控制点对最优能量解析的图像配准

 针对遥感图像配准中匹配同名点少、配准精度低等问题,提出了一种基于控制点/控制点对最优能量解析的图像配准方法。在控制点提取中,通过多尺度曲波变换,实现不同尺度下图像质量的灰关联分析和噪声抑制,并根据灰关联能量值,自动调整尺度不变特征变换配准参数,提高匹配同名点数量;为保证控制点选择的均匀性和准确性,创建了控制点对能量模型,采用马尔科夫蒙特卡洛优化算法实现分布、匹配能量最优的控制点筛选,提高了图像配准精度。实验结果表明,本方法对遥感图像匹配同名点少、控制点分布不均匀、图像配准精度低等问题有很大改善,具有较高的应用价值。     

一种适用于深空通信的有限随机性喷泉码算法

基于数字喷泉的编译码技术无码率、不需要反馈的特点可适应深空环境下的文件传输。但传统的喷泉随机编码算法需要10^4量级以上的码长以保证可恢复概率,且原有的译码算法是一种次优方案,无法满足功率和存储空间严格受限的深空通信系统。提出了一种限制编码过程中部分随机性的相关列补偿编码算法,采用渐增高斯消去算法优化译码性能。仿真结果表明所提出的联合优化编译码方案能使码长不大于10^3的喷泉码在冗余度小于0.20的情况下,获得10^-4的译码失败率,较好地解决了传统数字喷泉码在空间通信系统中的适用问题。