交通信息采集雷达中目标跟踪算法的研究

现代交通系统的核心是对交通信息进行采集。使用雷达对交通信息采集具有效果好、不易受环境影响且寿命长等优点。交通信息采集的本质是对目标的状态信息进行动态检测。由于交通环境的复杂多样,因此采用合理的算法实现对目标的跟踪显得尤其重要。该文以转换测量卡尔曼滤波(CMKF)为基础,采用经验联合概率数据关联算法(CJPDA)与概率数据互联算法(PDA)相结合的数据关联方法,利用PDA对单目标或稀疏多目标进行数据关联,用CJPDA对复杂多目标进行数据关联,从而实现了雷达对目标的跟踪,进而实现了对交通信息的采集。文中首先介绍了CMKF滤波算法相关技术原理;其次描述了一些常用的数据关联算法实现过程;最后通过仿真分析验证了该种组合目标跟踪算法能够在满足交通信息采集雷达精度要求的同时有效的降低系统运算量,对系统的实时性有较好的提升。     

QPSK信号旋转方向对调制解调的影响

文章针对QPSK信号调制解调旋转方向不一致而导致的通信异常问题,通过深入分析及理论推导,得出当QPSK信号调制解调双方旋转方向不一致时,解调器译码输出的I Q支路数据与调制前的I Q支路数据彼此互换。基于此结论,对现有FPGA软件解相位模糊及译码算法进行了扩展及优化,使得解调器可兼容顺时针和逆时针两种旋转方向的QPSK调制信号的解调译码,从而提高了解调器的自适应性,仿真结果证实了该方法的有效性。     

基于级联注意力机制的孪生网络视觉跟踪算法

针对全卷积孪生网络（SiamFC）在相似物体干扰及目标发生大尺度外观变化时容易跟踪失败的问题,提出了一种基于级联注意力机制的孪生网络视觉跟踪算法。首先,在网络的最后一层加入非局部注意力模块,从空间维度得到关于目标区域的自注意特征图,并与最后一层特征进行相加运算。其次,考虑到不同通道特征对不同目标和各类场景的响应差异,引入通道注意力模块实现对特征通道的重要性选择。为了进一步提高跟踪的鲁棒性,将其与SiamFC算法进行加权融合,得到最终的响应图。最后,将提出的孪生网络模型在GOT10k和VID数据集上进行联合训练,进一步提升模型的表达力与判别力。实验结果表明:所提算法相比于SiamFC,在跟踪精度上提高了9.3%,在成功率上提高了5.4%。      

基于相关滤波器的嵌入式动态目标跟踪系统设计

针对空间非合作运动目标监控,提出了一种基于嵌入式技术的动态目标实时检测与跟踪方法,并完成了跟踪系统的研制设计和测试。该视觉目标跟踪系统以嵌入式处理器为控制器,通过相机模组获取实时视频图像,图像经过视觉检测与跟踪算法程序分析,得到目标的位置信息后,控制伺服运动系统调整相机姿态实现对动态目标跟踪。提出了基于相关滤波原理的跟踪算法,搭建了树莓派嵌入式测试系统,完成实时检测与跟踪的实验评估。实验结果表明,嵌入式处理器中检测与跟踪程序的平均运行帧率达到25FPS,伺服机构在水平360°和俯仰±60°范围内实现了对移动速度90°/s的目标的实时、稳定监控与跟踪。     

基于UKF的测速定轨实时算法

针对多测速元定轨测量方程非线性强的特点,引入了UnscentedKalman滤波。UnscentedKalman滤波通过设计少量的sigma点,并计算这些点经过非线性函数的传播,获得滤波值基于非线性方程的更新,从而避免扩展Kalman滤波线性化等缺点,提高了滤波精度。仿真结果表明,UnscentedKalman滤波方法可以很好地实现测速定轨,在飞行器实时跟踪领域具有较好的应用价值。     

非最小相位系统输出跟踪的最优预测控制方法

讨论了一类非最小相位系统的输出跟踪问题。非最小相位系统广泛存在于机器人柔性结构控制、飞机的飞机控制和航天器发射等实际问题中。由于非最小相位系统内部动态的不稳定性,传统的一些输出跟踪方法将导致系统的某些变量发散。文中通过讨论系统的有界理想状态轨迹,将期望跟踪的输出进行了扩充,利用预测控制方法研究了一类非最小相位系统的输出跟踪问题,从理论上证明了利用预测控制可以使非最小相位系统稳定地渐近跟踪期望输出。     

临近空间非弹道式目标HTV-2跟踪滤波与预报问题

近年来各国均开始重视临近空间高超声速飞行器的发展,其中以X-51A和HTV-2高超声速飞行器飞行试验相继成功为代表。本文概述了目前高超声速飞行器跟踪滤波与预报领域存在的难点问题,然后对坐标系进行了定义,并设计了HTV-2(Hypersonic Technology Vehicle-2)质心运动方程及跟踪滤波器,介绍了HTV-2弹道预估原理,最后使用卡尔曼滤波方法进行了仿真计算,并对相关参数的选取进行了分析。仿真结果得出使用卡尔曼滤波算法跟踪滤波效果较好,对工程应用有一定的借鉴意义。     

低气压环境下聚酰亚胺材料沿面闪络特性

沿面闪络是影响航天器安全运行的重要因素之一,研究航天器典型介质材料的沿面闪络特性对航天器静电防护设计具有重要意义。首先,基于二次电子发射雪崩(SEEA)模型对低气压环境下航天器绝缘材料的沿面闪络特性进行了理论分析;然后,利用航天器表面带电模拟系统研究了低气压环境下航天器常用绝缘材料——聚酰亚胺的沿面闪络特性,并从解吸附气体、粗糙度和化学变化对闪络电压的影响3个方面对实验结果进行了分析。研究得出：在低气压环境中,随着气压的降低,聚酰亚胺的沿面闪络电压呈先降低、后增大、再稳定的规律;当气压和闪络次数一定时,聚酰亚胺的闪络电压随电极间距增加而升高,闪络平均场强呈降低趋势;当气压和电极间距一定时,聚酰亚胺的闪络电压随闪络次数的增加呈先增大后稳定的趋势。     

半平面横观各向同性热弹体三维热应力分析

利用直接积分方法,求解了横观各向同性热弹材料在力-热载荷作用下的三维半平面问题.其中,材料的各向同性对称面与半无限平面平行.本文将原始热弹方程简化为仅含应力张量的控制方程,且考虑了远端应力有限性等条件已确保控制方程的正确性.计算结果显式地呈现了机械和热学载荷对热弹体的影响并满足固体连续性条件.本文给出的求解方法适用于各...     

基于凸优化和LQR的火箭返回轨迹跟踪制导

可重复使用运载火箭动力减速段制导,面临各种苛刻的过程约束、终端约束及燃料最省的迫切需求,给制导带来巨大挑战。因此,提出一种基于分段凸优化和线性二次调节器(LQR)的轨迹跟踪制导律。采用分段凸优化方法对火箭基准速度进行跟踪,大幅简化了优化模型从而降低凸优化求解的计算量,同时确保火箭在各种初始误差和模型误差的情况下燃料最省。采用LQR方法实现对火箭飞行位置轨迹的高精度跟踪,抵抗各种误差和干扰的影响。仿真结果表明：相对于传统的LQR跟踪制导方法,所提方法能大幅减少燃料消耗,且在各种误差和干扰下具有较高的轨迹跟踪精度和较强的抗干扰能力;相比于现有的滚动凸优化方法,所提方法能显著降低求解计算量,且方法可靠性更高。