基于快速点特征直方图的特征点云迭代插值配准算法

为提高三维激光扫描点云数据的配准精度,提出了一种基于快速点特征直方图特征的迭代插值配准方法。配准过程中,点云数据获取时受扫描仪分辨率影响,点云局部或整体密度偏小,两次测量点云数据的相同位置不存在完全相同的点,以致对应点之间存在误差。为减小误差对配准精度影响,引入迭代插值方法,增加点云整体密度。通过计算关键点的快速点特征直方图的特征寻找对应关系,使用随机采样一致算法去除错误对应关系,对对应点协方差矩阵进行奇异值分解求得粗配准旋转平移矩阵,再使用迭代最近点算法进行点云的精确配准。实验结果表明,改进的配准方法简单、稳定可靠、计算速度有所增加,有效地提高了配准精度。     

滑翔飞行器多目标弹道优化的进化-配点混合求解策略

针对高超声速滑翔飞行器弹道多目标优化问题,综合考虑计算效率和精度,结合分解进化算法与配点法提出一种混合求解策略。根据滑翔飞行器动力学模型和弹道设计中需要考虑的约束条件,建立飞行器多目标弹道优化模型。利用控制量离散化方法将多目标弹道优化问题转化为带约束的多目标参数优化问题,并采用罚函数法处理约束条件,随后利用分解多目标进化算法进行求解。为了提高弹道优化的精度,将椭球聚合法与配点法相结合,以多目标进化算法得到的Pareto解作为初始解进行迭代求解。通过典型的复杂约束多目标弹道优化的算例表明,所提出的混合求解策略能够获得满足复杂约束要求的Pareto最优解集,实现有效的多目标弹道优化。     

曲面拟合法和梯度法相结合的图像亚像素配准算法

针对传统亚像素配准算法存在精度不高、计算复杂的问题,提出了一种曲面拟合法和梯度法相结合的图像亚像素配准算法。采用9点相关系数曲面拟合法对图像进行粗配准,求得一个相对粗略的亚像素配准位置;在两幅图像中选取相同尺寸的子区图像,在粗略的亚像素配准位置基础上,采用梯度法最终获得精确的亚像素配准位置。不同平移关系下的样本图像亚像素配准对比实验结果表明,该算法实现了曲面拟合法和梯度法的优势互补,有效提高了图像配准的精度,最大配准绝对误差由0.17像素降低为0.02像素。     

迭代插值FPFH特征点云配准算法

针对三维激光扫描点云数据的配准问题,提出了一种基于FPFH特征的迭代插值配准新方法。配准过程中考虑到点云数据获取时,受扫描仪分辨率影响,点云局部或整体密度偏小,两次测量点云数据的相同位置不存在完全相同的点,以致对应点之间存在误差。为减小误差对配准精度影响,引入迭代插值方法,增加点云整体密度。配准过程通过计算关键点处FPFH特征寻找对应相关关系求得粗配准旋转平移矩阵,再使用ICP算法进行点云的精确配准。实验结果表明,改进的配准方法简单、稳定可靠、计算速度快且计算复杂度小,对实现点云配准具有实用价值。     

导弹最优制导律弹道仿真分析

根据导弹仿真数据,绘制可直观显示弹道特性的理想弹道曲线。给出了比例导引法的差分方程,建立了比例导引法的三维弹道仿真模型。在对比例导引法进行三维弹道仿真的基础上,分别对增量比例导引、基于二次型的最优制导律和考虑动态特性的二次型最优制导律进行了三维弹道仿真,绘制出了可直观显示弹道特性的理想弹道,计算了导弹与目标的遭遇时间,并对结果进行了比较分析。最后得出考虑弹体动态特性的二次型最优制导律具有最优性。     

基于高斯伪谱法的弹道跟踪制导律

针对拦截临近空间高超声速飞行器的弹道跟踪过程，设计了一种基于高斯伪谱法的跟踪制导律。为了对标称弹道进行精确跟踪，基于线性二次型跟踪问题，应用最优控制理论推导最优解的充要条件，得到带时变增益的线性状态反馈控制量的表达式；基于高斯伪谱法，在离散的勒让德-高斯(LG)点上利用标称弹道数据计算差分矩阵和系数矩阵，求得状态扰动反馈控制律。仿真结果表明，该方法能够快速、有效的消除跟踪误差，满足在线实施要求。     

3维编织复合材料弹道测试数据的异常点分析

研究了传统的异常点诊断与处理方法,分析了异常点产生的原因,提出了小概率事件异常点判别法,在3维编织复合材料弹道侵彻测试数据异常点的分析中,通过与残差图法、杠杆水平法和格拉布斯检验法的比较分析,验证了该方法的有效性,实践中可将该方法与其他多种方法结合应用,以提高判断的准确性。     

临近空间拦截弹最优弹道跟踪制导律

针对拦截临近空间高超声速飞行器的弹道跟踪过程,基于线性二次型调节器理论和高斯伪谱法设计一种跟踪制导律。为了对标称弹道进行精确跟踪,考虑线性二次型跟踪问题,应用最优控制理论推导最优解的充要条件,得到带时变增益的线性状态反馈控制量的表达式;基于高斯伪谱法,在离散的勒让德-高斯点上利用标称弹道数据计算差分矩阵和系数矩阵,求得状态扰动反馈控制律。仿真结果表明,与基于求解矩阵黎卡提方程的方法相比,该方法选取较少的节点即可获得高精度的反馈控制量,且运算效率大幅提高,满足在线实施要求。     

飞行控制软件导航仿真模型遥测数据注入仿真

研究了飞行控制软件导航仿真模型遥测数据注入仿真中的一些问题,构造了遥测数据输入序列的误差补偿算法,重建相应的输入序列,使得将它们注入到相应的数字仿真模型进行仿真时,得到的输出与飞行试验中弹上计算机发送的遥测数据相符。     

多传感器的极大似然配准算法研究

数据配准是多传感器数据融合的先期处理过程。在研究了传统的最小二乘算法的基础上 ,提出了基于三维坐标系中的极大似然配准算法 ,解决了最小二乘配准算法对于传感器相距较远时无法解决的问题。最后通过计算机仿真验证了算法的有效性。     

高超声速飞行器低可探测性滑翔弹道优化方法

为进一步提高高超声速飞行器的突防性能,提出高超声速飞行器低可探测性滑翔弹道优化方法。考虑飞行器180°×360°方向的雷达散射截面,针对原数据尖峰多、收敛难的难题,运用高斯滤波法对其进行预处理,既不改变原数据趋势又加以平滑,提高优化问题收敛性能。为使计算所用雷达散射截面数据具备较强的保真性,采用三次样条插值方法调用离散数据计算实时雷达散射截面。完成了高超声速飞行器低可探测性滑翔弹道优化问题的建模,以探测概率为目标函数,运用hp自适应Radau伪谱法优化求解,采用逐步计算策略进一步提高优化效率和收敛性能。与传统最短飞行时间弹道对比表明,该方法有效降低了飞行器被雷达发现的概率。     

滑翔导弹再入拉起段弹道优化设计与制导

对滑翔导弹再入弹道进行了分段,根据再入拉起段的特性建立了弹道优化设计模型,认为导弹在再入拉起段弹道终点时应处于纵向力平衡状态,使用Gauss伪谱法进行了再入拉起段的能量最优弹道优化计算;利用基于伪谱法优化的弹道在线生成,实时产生控制指令,实现了再入拉起段的闭环弹道控制.仿真结果表明,Gauss伪谱法弹道优化具有精度高、计算时间短等特点,闭环弹道控制能较好地消除风、再入参数偏差等干扰的影响,具有应用于在线制导的潜力.     

子母式发烟弹全弹道建模与分析

针对爆炸分散型子母式发烟弹,研究建立了母弹飞行弹道、子弹抛撒内弹道和子弹飞行弹道模型,运用Matlab软件,分析计算了最小射程条件下弹道诸元变化规律,基于横向间隔的目标函数法,确定了子弹的阻力系数及弹道参数,即最小射程条件下最佳抛撒点参数、罐体抛撒时间和罐体阻力系数.通过三罐轴向并联一次性起爆试验,证实了子弹横向间隔的...     

始终处于大气层内飞行的TBM被动段弹道预测

对大气层内飞行的TBM弹道进行预测时,需要根据不同的应用要求,在求解精度允许范围内用近似方法对六自由度运动进行简化,获得简便实用的弹道预测方法。在假设获得TBM被动段弹道初始位置和速度参数的基础上,首先构建简便实用的处于大气层内飞行的TBM被动段抛物线弹道模型;然后将雷达测得的TBM被动段弹道初始位置和速度参数作为初始条件,对弹道方程采用精度较高的龙格-库塔法进行求解,相应得出被动段弹道上各点及落点的位置和速度参数,进一步确定出落点位置的地理位置经纬度。在某地空攻防对抗仿真项目中应用表明,弹道模型及其求解方法可应用于实战或较为逼真的仿真系统中。     

活性复合动能杆对混凝土靶侵爆效应研究

基于25mm 口径弹道炮发射平台,进行了活性复合动能杆在1 800 m/s速度条件下对C40混凝土靶的侵彻实验,实验结果表明:尽管活性杆的侵彻能力较低,但其侵爆效应对混凝土内部结构造成预损伤,从而降低了靶体强度,使得随进的钨合金杆侵彻效率明显提高.另外,应用物质点法在模拟材料大变形方面的优势,在MPM3D中引入相关材料...     

采用LSRSERM方法进行多雷达数据配准

基于雷达网系统误差分析,提出了一种最小二乘相对系统误差配准法,并给出了一种多雷达数据配准方案。仿真和实际数据证明,该方法可以使同一目标观测航迹的分裂程度减小一个数量级。     

基于点云配准的室内移动机器人6自由度位姿估计

针对移动机器人在室内环境下难以获取GPS定位信息,仅靠自身惯导不能得到精确位姿的问题,提出了一种基于RGB-D传感器获取三维环境点云,对连续点云提取特征并进行配准的移动机器人6自由度位姿估计方法.首先通过RGB-D传感器获取环境深度图像,根据特征提取算法提取点云特征;然后以特征点为配准点,运用随机一致性采样(RANdom SAmple Consensus,RANSAC)算法对点云进行初配准,剔除部分错误匹配点,获得初始变换矩阵;最后采用改进的迭代最近点(Iterative Closet Point,ICP)算法进行精配准,获得点云间的最终变换矩阵,实现位姿估计.实验结果表明:该方法有效地提高了大规模点云配准效率,得到了较精确的位姿估计信息.     

助推-滑翔飞行器弹道分段优化研究

通过数值计算得到了升力体飞行器的气动参数,利用Radau伪谱法将助推-滑翔飞行器弹道优化问题转化为非线性规划问题,分别对主动段和滑翔段进行优化,通过仿真得到了飞行器从助推到滑翔的完整弹道,分析了主动段性能指标对飞行器最大射程的影响。研究结果表明,采用主动段关机点速度最大为性能指标的优化方案,其射程最大,且实现难度适中。     

线导鱼雷导引弹道的动力学分析

通过线导鱼雷常用导引方法—三点法、前置角法导引弹道的动力学分析 ,推导出不同方法下鱼雷旋回速率的解析表达式 ,并通过数字仿真对鱼雷线导导引弹道动力学特性进行探讨 ,明确了线导鱼雷导引弹道特性与导引方法之间的关系 .     

遥感图像自动配准的串行与并行策略研究

面对数据量呈指数增长的全球遥感图像,研究快速、有效、高精度的自动图像配准算法成为遥感领域迫切需要解决的问题。综述了遥感图像自动配准算法的研究现状和关键技术,且从新的角度分类总结了已有算法的特点及适用情况,并给出了综合的解决方案;同时研究并提出了三种新的并行策略,获得了较好的实验结论。由于算法采用粗粒度的数据并行方法,因此可扩展性和可移植性较好,无论在理论上还是在实践上都能为实际的遥感应用提供有益的指导和借鉴。最后提出了有待进一步研究的问题。