基于纯方位理论的运动舰船长度测量方法

获得运动舰船的船体长度对于航海避碰和目标识别具有重要的参考价值。然而,由于诸多因素的限制,现有视觉技术难以精确测量。为此,引入了纯方位目标运动分析理论结合双目视觉技术实现对运动舰船长度的测量。首先就所研究问题建立运动模型,推导了基于目标舰船方位、距离参数的舰船长度测量方法,针对该方法测量误差大的问题提出了基于航向、距离、方位的舰船长度测量方法。目标航向无法直接获取,为此引入基于纯方位理论的目标航向视觉估计方法,并进行了仿真验证。最后对两种舰船长度测量模型的误差进行了仿真比较分析,结果表明采用本文提出的"距离航向"法,当观测点位于目标舰船正横左右范围内时误差可以控制在10%内,"方位距离"法误差更小,适用的舷角范围更大。     

基于二维目标的增强检测与舷角约束导引方案

针对无人水面船不确定水域的特定目标搜索与可控角度导引问题,探索了基于YOLO的目标检测方式以及基于舷角约束的导引控制方法。在分析水面海雾等不确定条件基础上,设计相关滤波器并采用改进式YOLOv5算法对目标特征提取,并结合相机深度信息进行坐标转换实现对水面目标的检测定位;在导引规划中,改进传统比例导引为滑模变结构导引控制,实现高机动性目标舷角约束制导。控制系统设计上,采用TCP/IP结合ROS机制,打造了针对视觉信息处理的舷角约束末端制导系统。最终借助Autolabor无人系统平台完成了二维模拟实验验证,目标导引误差结果为1.54%,证明了该方法的有效性和可行性。     

舰船避碰自动化系统

舰船碰撞是严重的海事之一 .要从根本上减少舰船碰撞事故 ,装备舰船避碰自动化系统 (ACAS)是必然趋势 .文中提出了一种以估计来船操纵性K、T指数为特征的ACAS ,给出了其系统组成和避碰决策软件框架 ,并以宽深水域双船会遇为例 ,叙述了其避碰决策子系统的 4个基本数模 ,即碰撞危险度、几何避碰、矩阵对策、微分对策数模 .最后给出了该软件计算机仿真的实例     

基于舷角变化信息的来袭鱼雷弹道类型判别方法

基于战术信息的来袭鱼雷弹道类型判别是水面舰艇水声对抗作战决策的重要问题。在研究潜射鱼雷导引方式的基础上,建立了潜射声自导鱼雷、潜射线导鱼雷的攻击弹道模型,给出了利用来袭鱼雷报警舷角变化规律判别攻击弹道类型的方法,并对不同对抗态势下的鱼雷舷角变化率进行了仿真分析。结果表明:当鱼雷非大舷角或小舷角来袭时,现在方位法弹道的鱼雷相对舰艇的舷角变化率明显大于提前角弹道的鱼雷,鱼雷的舷角变化信息可以作为中远距离来袭鱼雷类型识别的重要依据。     

基于舰炮最大命中概率的舰船航路规划方法研究

为提高舰船在对陆火力支援中的战斗力,提出一种向岸上静止目标行进的舰船航路规划方法.建立舰船主炮的弹丸外弹道方程和命中概率模型,当获得敌目标信息后,计算在不同目标距离和目标舷角下舰炮对敌目标的命中概率,将各距离下最大命中概率对应的我舰位置连接即可形成舰船航路轨迹.仿真结果表明,在该航路上,我方舰炮可时刻保持当前距离下对敌...     

舰船姿态的数据处理

本文研究了舰船姿态角的模型识别,参数估计和预报方法。给出的参数估计方法简捷易行,便于实时使用。给出的预报才法能预报舰船姿态角的角速度和角加速度。另外还提出了一种基于块形Toeplith 矩阵的三角形分解模拟有指定相关矩阵的平稳矢量随机序列的方法。此方法需要较少的计算机存贮量。     

舰船磁场动态检测中舰船航迹测量方法研究

针对目前采用GPS或全站仪定位时需要与舰船合作操作、效率低下等问题,提出了一种基于图像匹配定位技术的舰船航迹测量方法,即当舰船通过测量区域时,利用两台摄像机对其进行同步拍摄,然后将视频实时传输至笔记本,再用光流法、Meanshift算法和SURF特征对视频进行处理从而得到舰船在不同时刻的三维坐标,最终确定其航向和位置。实验结果表明:在10 m的拍摄距离下,目标定位误差平均为0.096 m。采用该方法对舰船航迹测量时定位精度较高且后期操作简单易行,具有非合作的特点。     

半穿甲舰炮弹药侵彻舰船靶板数值仿真研究

研究了舰炮半穿甲弹对舰船靶板侵彻能力,采用LS-DYNA有限元软件对美海军奥托·梅拉127 mm和76 mm舰炮弹药临界跳弹、打击甲板和侧舷靶板进行仿真,结果表明：以300 m/s速度打击15 mmE36钢板条件下,127 mm弹的临界跳角为9.5°,76 mm弹为29°;从甲板和侧舷攻击条件下,两弹均具备穿透多层舰船靶板的能力。舰炮弹药攻击舰船目标,可考虑适当延迟舰炮弹药起爆时间,在其进入内部重要舱室时引爆,提高对船体的毁伤效果。     

基于神经网络的舰船目标识别研究

为了实现对水下目标的识别,在现有特征提取方法的基础上,提出了一种从DEMON谱线谱和DEMON谱连续谱提取的特征方法,并设计了一个基于BP神经网络和多神经网络分类识别器的舰船目标识别系统。通过对实际舰船噪声目标进行识别,识别效果比较满意。这对舰船目标识别的发展具有一定的参考价值。     

结构弯曲对精确跟踪的影响

舰船的弯曲目前是一种未被补偿的没有系统性能明显综合解决的现象。是造成系统误差积累的原因。然而,未来的系统性能需求也不可能承担舰船弯曲误差。在整个“宙斯盾”研制计划期间进行了分析,确定舰船弯曲的幅度,在加温的条件下,在阵列之间预计几个毫弧度的弯曲幅度,但分析结果需要通过试验和测量来验证。在其他级的舰船上已对弯曲度进行了测量,但这些结果没有可以直接适用于“宙斯盾”舰的。确定了用目前的技术有效地测量舰船弯曲度的试验方法。进行测量的第二个目的是使我们可以评估这些技术系统,在战术作战系统工作期间能否用于测量补偿静态或动态弯曲。     

The SSA-BP-based potential threat prediction for aerial target considering commander emotion

The target's threat prediction is an essential procedure for the situation analysis in an aerial defense system. However, the traditional threat prediction methods mostly ignore the effect of commander's emotion. They only predict a target's present threat from the target's features itself, which leads to their poor ability in a complex situation. To aerial targets, this paper proposes a method for its potential threat prediction considering commander emotion (PTP-CE) that uses the Bi-directional LSTM (BiLSTM) network and the backpropagation neural network (BP) optimized by the sparrow search algorithm (SSA). Furthermore, we use the BiLSTM to predict the target's future state from real-time series data, and then adopt the SSA-BP to combine the target's state with the commander's emotion to establish a threat prediction model. Therefore, the target's potential threat level can be obtained by this threat prediction model from the predicted future state and the recognized emotion. The experimental results show that the PTP-CE is efficient for aerial target's state prediction and threat prediction, regardless of commander's emotional effect.     

基于四面体六棱长的三站测时差立体定位方法

针对在三站测时差立体定位中辐射源位置不能唯一确定的情形,提出一种简单易懂、计算方便、可操作性强的解析解方法,以解决求解双曲面方程组的繁琐问题。首先利用三站相互之间的距离、由量测时差值换算得到的两个距离差值,以及辐射源至主站的距离(设为变量r)总共6个参数,立足于已知6条边长判断能否构成四面体的理论,求得r的取值范围;然后在r的值域范围内任意给定某个具体值,加上已知三站的地理位置,通过解三元一次方程组的形式获得目标在三站所在平面内垂直投影的坐标(设为变量X_h),并计算出目标至垂直投影的距离(设为变量h);最后由X_h和h给出目标在地心地固直角坐标系下的坐标。     

“下反”式炮长微光瞄准镜稳像系统的设计与实现

针对“下反”稳像式炮长瞄准镜只能稳定昼视光路,而不能稳定微光夜视视场的问题,设计了独立的电子稳像系统。采用AVR单片机设计了信号采集模块,利用外部中断实时获得炮长瞄准镜中陀螺仪输出信号,并用动态循环法控制数码管准确显示。设计DSP电子稳像模块通过串口中断与AVR单片机通信,将陀螺仪信号换算成图像的运动矢量,然后采用平移变换模型对图像的抖动进行补偿。为了检验稳像系统的性能,进行了微光瞄准镜稳像实验,结果表明：电子稳像系统能够较好地稳定微光夜视图像,提高了炮长夜间观察瞄准目标的能力。     

基于结构光的柱体工件直径测量

为实现柱状工件直径的实时快速非接触测量,利用结构光原理,对柱体直径的视觉测量方法进行了研究.详细介绍了结构光法测直径的原理和步骤,以及激光平面的标定和坐标变换求解空间二次曲线方程及特征参数的方法.实验证明该方法测量速度快,精度适中的特点,适用于大批量产品在线测量,亦适用于恶劣环境下的测量.     

虚拟战场中车尾扬尘的实时仿真方法

基于扬尘现象的物理模型和粒子系统的基本原理,给出了一种车尾扬尘特效的快速实时生成算法.首先建立适用的扬尘粒子系统模型,再通过OpenGL的纹理映射、融合功能等技术对模型进行渲染,特别是从实时性角度入手对传统粒子系统进行改进,最终成功地运用到基于WTK平台创建的某型装甲车辆视景仿真系统的复杂地形中,在实时性和逼真度方面均获得了较好的效果.     

Discrete search allocation game with false contacts

This paper deals with a two‐person zero‐sum game called a search allocation game, where a searcher and a target participate, taking account of false contacts. The searcher distributes his search effort in a search space in order to detect the target. On the other hand, the target moves to avoid the searcher. As a payoff of the game, we take the cumulative amount of search effort weighted by the target distribution, which can be derived as an approximation of the detection probability of the target. The searcher's strategy is a plan of distributing search effort and the target's is a movement represented by a path or transition probability across the search space. In the search, there are false contacts caused by environmental noises, signal processing noises, or real objects resembling true targets. If they happen, the searcher must take some time for their investigation, which interrupts the search for a while. There have been few researches dealing with search games with false contacts. In this paper, we formulate the game into a mathematical programming problem to obtain its equilibrium point. © 2006 Wiley Periodicals, Inc. Naval Research Logistics, 2007     

Optimizing search with positive information feedback

A search model is formulated in which positive information may be obtained, through the detection of trails, as to the target's earlier whereabouts. The corresponding Bayesian update formulas for target location probabilities are derived. The model does not appear to be amenable to rigorous optimization. A moving-horizon rule, and a heuristic simplification thereof, are, however, derived. In two numerical examples it is demonstrated that actively designing for detecting trail information, through use of these moving-horizon rules, has substantial potential advantage over using, for example, myopic rules even if the positive information is adaptively incorporated into location probabilities before applying the latter rules in each time period.     

基于直线特征的图像－模型匹配算法

提出了一种新的基于直线特征的图像与模型匹配方法。该方法选择那些可以描述目标边界的直线建立模型。识别时 ,分层次地综合使用直线的多种特性 ,从而提高了效率 ,减少了误匹配的可能性。文中给出了用仿真图像和真实图像所做的实验结果。该算法可以用于目标识别、变化检测和视觉导航等多个领域     

Approximation of multiclass queueing networks with highly variable arrivals under deterministic routing

In this paper, we present the heavy‐traffic bottleneck phenomenon under multiclass deterministic routing and discuss how it can be addressed by decomposition approximation. Examples show that Bitran and Tirupati's method and Whitt's enhancements for deterministic routing may not properly account for this phenomenon. We propose refinements to these methods based on Whitt's variability functions. Results of numerical experiments on simple networks and semiconductor manufacturing process show significant improvement in the approximation of expected waiting time at bottleneck stations. © 2005 Wiley Periodicals, Inc. Naval Research Logistics, 2005.