单硬件限制下的电磁环境加速绘制

单硬件实现的高效电磁环境绘制适用范围更广;但是,并行光线投射绘制电磁环境时,其效率受硬件性能制约。在研究硬件限制并行光线投射效率的基础上,提出一种面向硬件制约的像素插值方法。当硬件限制并行光线投射绘制不能实时完成时,减少并行投射的光线数量,即部分图像像素由光线投射生成,其余像素插值生成。像素插值以图像质量换取执行效率,当图像更新停顿时重新使用光线投射生成插值获得的像素,以恢复图像内容。实验结果表明,低硬件配置条件下,像素插值能够大幅度提高绘制图像的生成效率。同时,对比多个体数据的绘制效果和误差统计得出:电磁环境数据场最适合使用像素插值方法。     

基于摆动式单线激光雷达的障碍物检测算法

基于无急回摆动机构,实现了单线激光雷达对周围区域环境的实时感知与建图。为了准确地检测障碍物,在讨论了摆动机构的安装标定及扫描帧与角度编码器对准方法的基础上,采用了一种生成可通行性代价地图(costmap)的算法。该算法以2-D栅格模型方式,通过综合高程信息、测量值个数、扫描帧个数和测量时间等信息,得到各栅格单元的代价值,生成一张关于环境可通行性代价地图。实车验证结果表明:基于该算法得到的地图能够较好地描述环境的可通行性,实现了对环境的实时感知。     

基于MT方法的雷达波束可视化实现

复杂电磁环境可视化是目前军事仿真领域的难点和热点.以雷达天线方向图函数为基础,通过科学计算可视化领域中绘制等值面的Marching Tetrahedral方法,绘制出雷达波束在三维空间的形态及其动态扫描效果,并在Matlab环境下验证了绘制出的雷达波束形态的正确性.对生成雷达波束的计算过程进行了优化处理,使之能够应用于实时模拟训练环境.在D3D9.0和VC6.0环境下实现结果表明,生成的雷达波束显示效果逼真、流畅,能够为受训人员提供直观、动态的画面.     

基于综合势力图的态势估计方法

在AI兵棋对抗中,能够更全面地理解态势信息是AI棋手获胜的前提条件.提出了基于综合势力图的态势估计方法,阐述了势力图的原理和一般生成过程,提出基于综合势力图的态势分析框架;将AI兵棋的静态信息、经验信息和动态信息计算叠加形成综合势力图,在此基础上分析敌方位置、视野以及火力威胁等态势相关信息,得到态势估计结果,为AI决策提供信息支撑;基于AI兵棋推演平台进行内置规则AI和基于势力图的AI之间的对抗实验,实验结果表明该方法能够提升AI决策的准确性,提高AI在兵棋对抗中的胜率.     

一种网络攻防策略图生成算法

在网络攻击图的基础上引入防御因素,以网络脆弱性关联分析为基础,控制权限提升为目的,构建了网络攻防策略图。首先,基于网络主机信息、主机连接关系、脆弱性信息、攻击者信息和防御者信息等五个要素描述了网络攻防状态变迁,并给出了网络攻防策略图定义;然后,在三点假设的基础上,提出了攻防策略图生成算法,分析了算法复杂度,并给出了算法优化;最后,通过仿真实验验证了该方法的有效性与适用性。     

四月大事记

●4月01日 1958年4月1日,美国发射了世界上第一颗电视红外观测气象卫星“泰罗斯-1号”。 ●4月03日 公元271年4月3日,我国西晋时期的地图学家裴秀逝世。直至明末,中国的地图绘制都遵循着裴秀提出的“制图六体”,即地图的比例、方位、距离、地形、角度、曲直等绘制原则。裴秀所绘《禹贡地域图》18篇是当时最为完备而精详的分区地图,其所绘的《地形方文图》流传达数百年。     

军事虚拟训练系统关卡测试用例设计与优化

测试用例的数量和质量决定军事虚拟训练系统软件测试的成本和有效性。针对军事虚拟训练系统软件测试随意性较强,测试效率不高的问题,定义了军事虚拟训练活动图形式化图形符号的语法与语义,在此基础上提出了基于形式活动图的军事虚拟训练关卡测试用例设计方法,通过测试用例优化对生成的测试用例集进一步的合并简化得到最小测试用例集,通过实例对提出的基于形式活动图的军事虚拟训练关卡测试用例设计与优化方法进行了应用说明。     

海战场视景实时生成技术研究

为了使三维视景仿真具有通用性、灵活性,以三维的形式逼真反映海战场的对抗过程,展现攻防双方在战场中的对抗效果,针对海战场中的视景实时生成技术展开研究,提出了基于Vega的海战场视景仿真软件框架,对视景仿真实时生成过程中的实体动态生成、视点控制、网络数据平滑、视景数据记录与回放等关键技术进行了深入研究,给出了各关键技术的解决方案,并以此开发了海战场视景仿真软件,最后简要介绍了该软件的适应性和效果。实践证明,所提的视景仿真的实体动态生成、视点控制、网络数据平滑、视景数据记录与回放等技术的解决方案具有通用性、实用性和可推广性。     

基于MLP优化网络的报警关联技术

提出一种基于MLP网络的主动报警关联技术,这种技术不依赖于已有专家报警知识,经过初始的训练,能自动识别攻击场景,使初始报警自动关联.通过用MLP网络计算报警之间的关联概率,构建实时报警图;用遗传算法优化MLP网络;用关联矩阵存储报警之间的关联信息;用不断更新的关联矩阵来构建相应攻击策略图;描述了报警关联实时报警图和攻击策略图的构建过程;实验验证效果良好.     

层次聚类算法和基于图的分割算法相融合的图像分割算法

基于图的分割算法（Graph-Based Segmentation,GBS）算法）是由Felzenszwalb和Huttenlocher提出的经典的图像分割算法之一,但其分割结果中存在明显的欠分割现象。为此,在GBS算法的基础上引入层次聚类（Hierarchical Clustering,HC）算法,构造出一种解决GBS算法欠分割的方法,同时采用多线程并行处理数据的方式,有效改善了传统层次聚类算法的处理速度。该方法在RGB彩色空间中使用GBS算法得到图像中每个像素点的初始分割结果,并提取出每一类区域中的像素值,对其进行层次聚类,得到每一类区域中像素值的类别标签,根据层次聚类所得到的类别标签和预设的类别范围,修改每个像素点的初始分割结果。最后根据区域合并准则,生成一个新的分割图。经实验表明,该方法与Kmeans-SLIC(simple linear iterative clustering)算法和GBS算法等相比,很好地解决了欠分割现象,并产生了分割精度较高的语义分割图。     

地面车路径规划的参数化地图构建方法

对地面无人平台的路径规划同题而言,合理的环境地图构建方式对产生优化的规划结果至关重要.在分析地图构建方式与规划质量关系的基础上,依据障碍物已知的工作空间,提出了一种基于平面扫面的参数化地图构建算法,该方法通过对离散精度D、避障的最小安全距离ε、以及有效连通半径R,这3个参数的设定,优化环境地图生成,为地面车全局路径规划问题提供优质的环境建模方案.实验显示,基于该方法构建的地图,在降低计算复杂度的同时,也能产生优质的规划结果.     

一种基于图像灰度值切线方向的边缘检测方法

提出了一种基于图像灰度值切线方向的边缘检测方法.首先搜索确定当前点的灰度值切线方向,然后根据此切线方向两侧像素的灰度变化情况生成边缘图像.对于含噪声的图像,引入噪声检测方法,无需平滑预处理,直接就能得到边界图.实验证明该方法是简单有效的边缘检测方法.     

二值化编码和相位相关的鲁棒景像匹配方法

结合二值化编码和相位相关,提出了一种快速有效的鲁棒景像匹配方法.首先利用2×2窗口上主对角线上像素灰度值的升降对实时图和基准子图进行二值化编码;然后,搜索二值化后的实时图在基准图中的位置,即,根据二值化后的实时图和基准子图的相位相关函数进行定位.多组实验与分析表明,该景像匹配定位算法对部分遮挡、图像灰度与对比度变化以及复杂噪声干扰等都具有比较强的鲁棒性.     

一种基于并行处理的杂波实时仿真方法

本文在分析各种杂波仿真方法基础上,提出一种基于并行处理的杂波实时仿真方法。针对主动式脉冲多普勒导引头,设计了相应的并行算法及软件,在插入式阵列机APM上进行杂波序列仿真,结果表明:所产生的杂波序列完全满足要求,借助射频仿真的其它硬件可实现杂波的实时射频仿真。为新一代寻的导引头低空性能分析研究及试验鉴定提供了一种有效途径。     

飞机综合显示系统中图形填充与字符显示

首先分析了现代飞机对EFIS性能提出的新要求,提出了一种新的提高EFIS系统实时性可靠的硬件解决方案,并在该方案的基础上开发了EFIS硬件电路.基于此硬件方案,分析了字符生成和图形填充在提高EFIS系统实时性方面所起的关键作用.通过对几种不同的图形填充与字符生成方法分析比较,得出结论:采用改进的边标志位填充算法,图形、字符分层生成后叠加重构的方法作为EFIS系统的软件算法实现方式.     

基于前景判别超像素分割的目标检测跟踪算法

为改进由目标尺度变化和遮挡情况引起检测不准确的问题。提出在贝叶斯概率下,结合强分类器与超像素分割跟踪方法。利用HOG特征进行AdaBoost目标前景判别,确定搜素区域;在训练阶段,采用SLIC分割与MeanShift聚类形成超像素,计算置信值构造判别外观模型;在跟踪阶段,结合超像素特征池,生成模板直方图与置信图,候选样本采样,生成候选样本置信值,建立生成型外观模型;结合观测模型与运动模型,计算最大后验估计,确定跟踪目标。实验表明,前景判别超像素跟踪算法,能有效地解决目标尺寸变化和遮挡问题。     

地图与战争:甲午战争前日本对中国的侦察与盗绘

日本早在明治初期就已经意识到军事地图对一国安全的重要,并有预谋、有组织地对华进行了长达数十年的侦察与盗绘。最初,日本通过秘密派遣军事谍报人员收集西方国家和中国绘制的中国地图,再辅以考察民情、采集信息等形式对这些地图加以详细标注、编辑,进而获得兵要地图。19世纪80年代后,日本加速了对中国的盗绘,并赶在发动甲午战争之前基本绘制完成了"清国二十万分之一图",为侵华日军提供了重要的"导航"装备。甲午战争爆发后,日本进一步组织了规模庞大、组织严密、计划周详、人员专业化的第一次临时测图部,使盗绘地图的精度提高到了"五万分之一"。其所盗绘的地图不仅成为侵华战争的前锋,客观上也成为其推行殖民统治的利器。     

基于并发式检测时序的几何级冲突检测策略研究

以三维CAD实时协同设计为背景,深入研究了实时协同设计中的数据冲突检测问题,提出了三维实时协同设计中的数据冲突本质上就是实体特征冲突的思想。在此基础上,探讨了基于特征的冲突检测方法,并针对其不足之处,提出了一种可行性较高的几何级冲突检测策略及其相应的检测时序方案,研究了其冲突检测数据结构、冲突检测规则。此冲突检测思想在PTC公司的Pro/Engineer平台上进行了算法验证,取得了较好的冲突检测效果。     

不确定环境下无人机区域目标搜索及载荷参数影响

针对不确定环境下无人机区域搜索问题,建立了实时探测更新的搜索方法,提出了机载光电载荷参数优化配置策略。建立了基于二维离散网格的无人机区域搜索模型,采用概率地图描述目标信息的实时获取与更新;引入不确定度指标、目标网格的重访和网格探测次数控制,建立搜索目标函数;建立了基于粒子群算法的搜索路径滚动优化方法;通过对任务区域平均探测时间步数和误判概率的估计分析,建立了机载光电载荷参数优化配置策略。使用蒙特卡洛方法验证了区域搜索方法的有效性和光电载荷参数配置对搜索效率、误判概率的影响。     

基于改进 Gerstner 波的岛礁近岸波浪实时仿真?

为了实现岛礁附近波浪实时仿真，结合 Gerstner 波和水波动力学知识，提出了一种能够模拟波浪卷曲和折射绕射现象的波浪建模与绘制方法。首先，建立 Gerstner 波参数随水深变化关系，构建模拟波浪卷曲过程的几何模型；然后，定义岛礁地形对波浪传播的阻障和遮挡系数，并据此修正波浪传播的波向和波高，实现折射和绕射现象的仿真；最后，应用着色器缓存技术完成计算的硬件加速，并构建了基于视点的波浪传播多分辨率绘制策略。实验结果表明，该方法对波浪的卷曲和折射绕射现象取得了较好的仿真效果，绘制效率能够满足实时性要求。