利用区间广义卡尔曼滤波器跟踪来袭弹道式导弹

用雷达跟踪来袭弹道式导弹,由于其运动模型、测量噪声的不确定性,成为需要研究的重要问题。经典广义卡尔曼滤波器(EKF)不再适用于这种不确定的问题,因此,引入一种新的区间广义卡尔曼德波(EIKF)方法来跟踪导弹系统。计算机仿真结果表明本EIKF算法对于这种不确定的、非线性弹道式导弹的测量问题是有效的。     

应力强度因子的区间分析方法

 传统上用来处理不确定性问题比较有效的方法是概率分析方法,本文应用区间分析方法对具有不确定参数的应力强度因子进行估计。该方法以区间数学为基础,将不确定参数描述为区间变量;再利用Taylor级数展开通过区间运算得到应力强度因子的区间范围,从而为工程设计提供可信的数据。区间分析方法优于传统的概率分析方法的是：它不需要预先知道关于不确定参数大量的统计数据信息,并且具有计算方法简便、实用和精度高的特点。最后,通过对两种裂纹情况的计算将区间分析方法和传统的概率分析方法进行比较,说明了该方法的有效性。     

基于静态删减算法的神经网络在软件可靠性预测中的应用

与传统的基于人工神经网络的软件可靠性预测模型结构普遍由预先经验或者通过不断尝试的方法确定不同,在分析一般的软件可靠性模型的基础上,提出将一种基于静态删减算法的神经网络模型应用到软件可靠性预测中。通过利用2组经典的软件失效数据进行仿真,并与传统的神经网络可靠性预测模型对比分析,研究了神经网络拓扑结构和预测精度的关系,结果表明,基于静态删减算法的运用能够提高神经网络模型对软件可靠性的预测精度。     

足绑式PNS自适应滑动平均零速区间检测方法

针对足绑式个人导航系统（PNS）中,传统的滑动平均算法对零速区间检测的延迟问题,设计了一种基于自适应滑动平均算法,对零速区间进行检测。首先对比力模值和角速率模值进行滑动平均,根据平均后数据的变化趋势,通过比较样本方差,设置一个自适应的滑动时间窗口来判断行人是否静止。该方法既能避免由于平滑算法带来的延时问题,又能够消除抖动干扰造成的误检,从而得到准确的零速区间。行走实验验证了本文方法的有效性,自适应滑动平均算法的导航精度提高了50%。     

利用区间广义卡尔曼滤波器跟踪来袭弹道式导弹

用雷达跟踪来袭弹道式导弹，由于其运动模型、测量噪声的不确定性，成为需要研究的重要问题。经典广义卡尔曼滤波器（ＥＫＦ）不再适用于这种不确定的问题，因此，引入一种新的区间广义卡尔曼滤波（ＥＩＫＦ）方法来跟踪导弹系统。计算机仿真结果表明本ＥＩＫＦ算法对于这种不确定的、非线性弹道式导弹的测量问题是有效的。     

复合材料层合板屈曲载荷计算的区间分析算法

提出了求解具有不确定性复合材料层合板屈曲载荷的一种处理方法———区间分析法。区间分析法是基于区间数学和泰勒展开的一种处理不确定性的方法。区间分析法不需要知道不确定变量的概率统计特性,只要较少的材料物理特性信息,即不确定变量的上界和下界,加上较简单的计算就可以得出结构响应的变化区间。在样本比较小,概率统计特性不明显,从而通常的概率统计方法不能有效应用时,区间分析仍然有效。文中针对四边简支的特殊正交层合板以及反对称角铺设层合板的屈曲载荷,用概率算法和区间算法分别进行了计算与比较。     

Alta U9000图像数据由16位到8位的转换

科学级CCD图像一般是16位的,为了便于在Windows中显示处理过程中的16位图像,需要将16位图像转换为8位图像。介绍了2种转换算法:直接转换法和区间转换法。研究表明:直接转换法实现简单,但容易丢失信息,当原始图像中的有效信息区间较小时,应使用区间转换法;根据原始图像直方图确定用有效信息区间的算法,该算法与CCD的噪声点个数有关,通过对科学级CCD Alta U9000噪声情况的测试,给出了确定U9000图像有效信息区间的方法。     

一种提升鬼影抑制性能的改进视觉背景提取算法

运动目标检测为视频帧生成指示运动目标像素的二值图,因此,正确判别待检测场景中的运动目标像素和背景像素是运动目标检测算法的主要任务。本文针对传统场景提取算法背景模型初始化导致的“鬼影”问题,提出了时域区间参考模块,该模块通过时域区间内像素的统计值生成背景参考值,在像素判别阶段利用候选前景像素与该参考值的差异进一步确定前景像素。实验结果表明,本文提出的方法对传统视觉背景提取算法性能进行了提升,对“鬼影”有较强的抑制作用,提高了检测准确度,具有较好的检测性能。     

一种优化高度通道的行人导航算法

针对纯惯性行人导航系统中,高度误差很快发散的问题,提出了一种在零速区间内将水平误差和高度误差分开修正的算法。首先,利用陀螺仪输出在零速区间内的先验信息,设计了一个基于伪标准差和N-P准则的零速检测算法。然后,通过对比纯惯导条件下零速修正前后高度估计的结果,发现传统零速修正对高度误差过度修正,因而提出一种将水平误差和高度误差分开修正的方法,以便控制高度修正的程度,使得高度修正结果按照期望进行。经过大量不同环境,不同行人的实测实验,验证了文章提出的改进高度通道的行人导航零速修正算法准确有效,相对传统零速修正算法,本算法大大提高了高度估计的精度。     

弹道折合的遗传主成分方法

制导工具误差折合是导弹精度评定中的重要问题,针对传统主成分方法中主要成分选择只考虑试验弹道的问题,提出了充分考虑试验弹道与全程弹道特点的主成分确定方法,并利用遗传算法确定最佳主成分子集。仿真计算表明,与最小二乘和经典主成分方法相比,遗传主成分算法获得的全程弹道遥外差与落点偏差更接近于真实值。     

采用乘性速压摄动的频域颤振预测方法

 在鲁棒颤振分析方法基础上,提出一种乘性速压摄动表达式,使得颤振系统成为不确定性系统,并直接应用简谐气动力建立其μ框架,从而可以通过频域μ分析预测颤振临界点。导出了判定颤振临界点的μ极值条件,并给出其算法实现。该方法属于频域方法,在理论上具有良好的一致性;且无需求解颤振特征值,从根本上避免了经典的颤振分析方法中可能出现的“窜支”问题。计算结果表明,该方法与p-k法所得结果精度相当,适用于工程颤振分析。     

基于粒子群算法的极短弧定轨

针对经典的初轨计算方法在极短弧定轨中不适用的情况,建立了一种基于粒子群算法的极短弧(TooShort-Arc,TSA)定轨的计算方法。该方法将问题转化为两个三变量的分层优化问题,采用(a,e,M)作为优选变量,在保持问题维数较低的同时,实现了计算结果和观测资料的解耦。由于实测资料处理中的野值剔除方法不适用于粒子群算法,所以,采用稳健估计法,通过在适值函数中使用最小中值二乘准则,实现了稳健的极短弧计算方法。同时,应用MATLAB计算软件,选用缺省参数实现该算法,以进行数据验证。基于实测数据的数值验证表明,方法对于近圆轨道目标30s以下的弧段仍可以获得有效的结果,10s弧段误差仅为16km。此精度满足后续处理的需要,且方法稳健,具有很高的崩溃点。     

Stationary flow fields prediction of variable physical domain based on proper orthogonal decomposition and kriging surrogate model

In this paper a new flow field prediction method which is independent of the governing equations, is developed to predict stationary flow fields of variable physical domain. Predicted flow fields come from linear superposition of selected basis modes generated by proper orthogonal decomposition(POD). Instead of traditional projection methods, kriging surrogate model is used to calculate the superposition coefficients through building approximate function relationships between profile geometry parameters of physical domain and these coefficients. In this context,the problem which troubles the traditional POD-projection method due to viscosity and compressibility has been avoided in the whole process. Moreover, there are no constraints for the inner product form, so two forms of simple ones are applied to improving computational efficiency and cope with variable physical domain problem. An iterative algorithm is developed to determine how many basis modes ranking front should be used in the prediction. Testing results prove the feasibility of this new method for subsonic flow field, but also prove that it is not proper for transonic flow field because of the poor predicted shock waves.     

基于加权的可见光与红外光图像融合算法

红外图像所含边缘等细节偏少、可见光又容易受外部环境干扰,融合图像可以提供更全面的信息,符合人或机器的视觉特性,为图像进一步分析、识别等提供基础。提出一种比值与梯度加权的可见光与红外光图像融合算法,结合小波变换在图像分解中的特性及信号集中的特点,将小波变换应用于红外光和可见光图像融合中可以提高融合信息的理解能力。针对分解获得的低频系数主要反映图像细节信息的特点,对低频系数采用比值加权分析融合规则;针对分解获得的高频系数主要反映图像边缘信息特征的特点,对高频系数采用改进边缘检测算子梯度加权的融合规则。选取多组图像进行了不同融合规则实验对比分析,通过客观评价指标进行评价,改进的融合算法可以获得较清晰的融合图像,可以增加图像的互补信息,并能较好地提高融合图像的清晰度。     

基于流形学习的涡轮泵海量数据异常识别算法

为了获取海量试车数据中的信息以分析涡轮泵的健康状态,提出一种基于流形学习的海量数据异常识别算法.该算法将反映涡轮泵状态的振动数据重构到高维空间中,利用扩散映射方法直接对其进行学习,提取出数据内在的低维流形特征,以可视化的方式直观地识别出涡轮泵数据中的异常状态.仿真与试车数据验证结果表明了所提算法的可行性和有效性.该算法克服了传统方法解决非线性问题不足的缺点,为试车后涡轮泵的健康分析提供了一条新的途径.     

基于两步最小二乘定位的偏差改进算法

针对传统最小二乘(LS)定位算法在噪声较大时会出现有偏估计的问题。首先详细推导了传统两步最小二乘算法在时差角度联合定位场景下的理论偏差,给出了出现偏差的原因;其次对误差均值加入二次约束条件,提出一种基于时差角度联合定位的改进算法,并详细推导新算法的理论偏差以及均方误差。相比于其他加限制条件的方法,新算法能有效降低估计偏差,另外由于其不需要进行特征值分解且能得到闭式解,计算复杂度较小。仿真结果表明,新算法在保持原有均方误差(MSE)的前提下能显著降低估计偏差,其定位偏差与最大似然估计器相当。     

彩色图像分割算法研究与费歇算法应用

图像分割是图像分析和模式识别需要解决的首要问题和经典难题。彩色图像比灰度图像具有更多的视觉信息,因而受到了越来越多的重视。文中对各种彩色图像分割方法进行了系统论述,分析了各种方法的优缺点,重点介绍了费歇算法。该算法能有效地对彩色图像进行分割,在工业实践中取得了比较好的效果。     

Interval Kalman filtering

The classical Kalman filtering technique is extended to interval linear systems with the same statistical assumptions on noise, for which the classical technique is no longer applicable. Necessary interval analysis, particularly the notion of interval expectation, is reviewed and introduced. The interval Kalman filter (IKF) is then derived, which has the same structure as the classical algorithm, using no additional analysis or computation from such as H/sup /spl infin//-mathematics. A suboptimal IKF is suggested next, for the purpose of real-time implementation. Finally, computer simulations are shown to compare the new interval Kalman filtering algorithm with the classical Kalman filtering scheme and some other existing robust Kalman filtering methods.     

一种导弹目标宽带雷达相位测距的新方法

微动是反导系统中识别真假弹头的重要依据之一,然而传统的通过距离像包络提取微动的方法分辨率较低,无法反映章动等幅度较小的运动,针对这个问题,提出了一种利用宽带雷达距离像相位分析导弹目标微动的新方法.该方法通过共轭相乘、时频域滤波及解模糊等步骤,从散射点的相位序列中提取散射点之间的距离微小变化,从而作为分析目标微动状况的依据.通过Feko软件仿真数据对提出的方法进行了验证,实验结果表明,相比于传统的通过距离像包络分析微动的方法,新方法对于微动导致的散射点距离变化的分辨能力提高了4倍以上,能够清晰地反映出目标的章动现象;并且,时频域滤波与解模糊的处理方法也能进一步提高该方法的鲁棒性,有效降低噪声和脉冲重复频率低导致的解模糊出错的概率.     

基于状态观测器的波束形成算法及其航空应用

随着数字信号处理技术的发展,基于声传感器阵列的经典波束形成算法广泛地应用于航空气动噪声检测领域中.但是,经典算法计算量大,并且它的算法结构决定了其无法用作实时算法.本文给出了一种基于状态观测器理论的新算法,介绍了观测器算法的理论背景、算法稳定性的证明、麦克风阵列的设计准则以及基于阵列进行的仿真结果.这种新算法在形式上类...