灰度图在地形建模中的应用

三维虚拟地形的生成在构建虚拟陆地战场环境中占据重要位置,数字高程模型决定了三维地形的优劣。但是在实际的地形三维建模过程中,大多数的三维虚拟地形重建无法真实地映射出地表的复杂性和不规则性,存在建模误差大的问题。介绍了根据灰度图来进行数字高程模型的插值和修改,从而获得更逼真、更精密的地形模型。详细叙述了实现方法并进行实验,结果表明,该方法实用性较好,能构建更加真实的虚拟战场环境。     

基于地形信息的电磁场环境建模研究

在现代战争中,战场电磁环境随着作战双方电子战的开展不断发生变化,它的变化严重影响着战场各种通信设施的正常工作,因此,有必要研究不同地形环境条件下电波的传输特性.详细论述了不同地形环境下发射信号路径损耗计算模型,并采用数字高程模型(DEM)空间分析技术对局域范围内的发射信号中值路径损耗进行建模,为实现复杂地形条件下的电磁环境分析提供了一种有效的建模仿真方法.     

复杂地形条件下近炸引信回波信号分析

为分析毫米波近炸引信在复杂地形条件下回波信号的特征,结合数字高程模型提出一种适应地形起伏的杂波仿真方法。该方法通过高程地图的高程值和提取的地形因子对分析区域进行划分,针对不同地形的起伏程度选取不同的杂波散射面积的计算方法。在与噪声模型相干叠加后对引信的回波信号进行分析,仿真结果表明回波信号能够反映地形起伏的影响,对复杂地形条件下杂波抑制和目标信息的提取具有借鉴和参考意义。     

基于边缘提取的无人机航路规划方法

提出了一种基于数字形态学边缘提取算法的无人机航路规划方法,重点在于解决基于真实地形数据和存在不规则火力威胁区进行快速规划时初始路径规划空间的确定方法.仿真结果表明,该方法生成的初始路径规划空间小,当火力威胁态势改变时,重规划时间短,易于实现.     

曲率分析的变分辨率数字高程模型建模算法

传统的数字高程模型一般采用规则网格划分以简化建模过程,因其网格密度缺乏对地形变化的自适应性而不能兼顾地形表达的准确度和地形数据的冗余度,导致其在车辆动力学仿真等领域的应用有所局限。针对这一问题提出一种基于曲率分析的随机节点分布建模方法,其数据节点的密度根据种子节点周围的局域曲面曲率变化而相应变化,实现了在复杂、曲率较大的地形区域自动生成高分辨率数字节点集,而在平缓、曲率较小的区域实现低分辨率的节点分布。在获得此种节点集的基础上,利用Delaunay三角剖分结合三次多项式插值算法,得到满足高精度和低数据冗余度的变分辨率数字高程模型。利用传统规则网格地形模型与所提出的变分辨率数字高程模型对同一个用于星球车动力学仿真的复杂野外地形进行对比,验证了变分辨率算法的有效性。     

应用改进的电势理论规划三维飞行路径

改进了电势理论使其能回避地形威胁,规划实用的三维航迹.将模拟地形的高程数据矩阵按一定的权重叠加到威胁电场上,使威胁场不但能反映雷达、火力威胁而且能反映地形威胁;通过限定位于起始点和目标点之间的搜索范围,减少了计算的复杂度,保证飞行路径最终能到达目标点,同时,在上述航迹规划的基础上,由坡度限制平滑算法,曲率限制平滑算法对...     

基于OSG的地形多分辨率四叉树模型

针对大地形数据量庞大的特点,建立了地形多分辨率四叉树模型,构建了该模型的存储结构,即采用大数据文件加索引文件的形式进行存储,采用该存储结构可快速读取到需求数据,并阐述了数字高程模型(Digital Ele-vation Model,DEM)数据和纹理数据的存储步骤;设计了数据的并行多线程调度机制,该调度机制采用共享内存策略实现同步,确保了信息处理高效、有序地执行.结果表明:该模型在OSG中能够按需快速加载地形数据,实现高效渲染.     

灰色系统理论的空爆核武剩余放射性污染数值分析

空爆核武器的剩余核辐射受到地形等复杂因素的影响,针对上述问题,提出利用地理信息系统的相关功能实现空爆核武的剩余核辐射数值分析的方法。该方法利用数字地形模型分析受到核沾染地形的坡度状况,对现有的经验公式进行修正;结合灰色系统理论并利用栅格分析方法对剩余核辐射造成的大气污染进行了分析。该方法为空爆核武器剩余放射性污染的分析提供了一种新的思路。     

一种基于粒子滤波的水下地形匹配算法研究

引入了剩余重采样的概念,通过权值分类和剩余权值重采样两个步骤完成粒子的复制,提高了运算速度.使用三次样条插值的方法对深度数据进行插值,构建了湖泊水下数字高程模型.通过仿真证明了该算法的可行性,并分析了匹配误差与水下地形的关系.     

航路规划中数字地图综合处理技术

以中远程反舰导弹航路规划为背景,研究了数字地图应用的相关处理技术。首先介绍了数字高程模型及其相应的处理技术,其次论述了对数字海图进行网格划分的基本原则,然后分析了计算地图上每个网格单元的代价MC(Map Cost)所需考虑的主要因素,最后给出由MC生成的最小代价BC(Best Cost)的方法,为下一步航路规划算法的实现奠定了基础。     

基于改进ACO算法的多UAV协同航路规划

针对无人机(Unmanned Aerial Vehicle,UAV)在执行任务过程中遇到的诸如敌方防空火力、地形障碍及恶略天气等各类威胁源,采用威胁源概率分布的方法进行威胁的量化处理,构建任务空间的威胁概率密度分布图,有效消除了威胁源的差异性。根据UAV在任务飞行过程中的性能约束与时、空协同约束,同时考虑任务过程中UAV的损毁概率最小、任务航程最短,构建了相应的综合任务航路代价最优化目标函数。结合传统蚁群优化算法(Ant Colony Optimization,ACO)在解决此类问题中的不足,给出了相应的改进策略,提出采用协同多种群ACO进化策略来实现多UAV在满足时、空协同约束下的协同航路规划。通过相应的仿真计算表明,改进后的ACO协同多种群进化策略算法更适用于多UAV协同任务航路规划问题,具有一定的实用性。从而为多UAV协同任务航路规划问题的求解提供了科学的决策依据。     

一种可实现TF/TA2的无人飞行器三维航迹规划方法

从规划空间的有效表达着手对无人飞行器三维航迹规划展开研究,基于地形和威胁提出的飞行器航迹规划方法将航迹规划分为学习阶段和查询阶段,环境信息和飞行器的大部分约束条件结合在路线图的构造过程中,航迹搜索在此路线图中进行并最终实现全部约束条件.试验结果显示,该方法可以实时获得实现TF/TA2的三维航迹.     

改进型概率地图航迹规划方法

针对在线航迹规划对时间和内存要求较高,提出一种基于遗传算法的改进型概率地图算法。该方法引入分层规划的思想,在离线航迹规划时,利用遗传算法找到最优初始航迹并建立航迹走廊,以此来缩小概率地图的规划空间。概率地图方法在缩小后的空间中建立概率地图,自由线路数量大大降低,同时使得在线航迹规划搜索范围减少,时间缩短。仿真实例表明,该方案比传统PRM更能满足在线航迹规划的要求。     

面向车辆通过性的地理因子分析与应用

全地形环境感知系统是研究车辆自主能力的重要部分，也是车辆安全行驶的绝对基础，而车辆的可通行区域分析则是环境感知系统中不可缺少的一步。本文分析了全地形环境下可能对装备车辆的地面通行性产生影响的众多地理环境因素，并结合多类型的地理环境因素，对包含地面坡度、植被、水系和建筑物等因素在内的，能够反映地面可通行性的车辆可通行区域以及装备车辆的可行驶区域进行规划。依托 ArcGIS平台和C++编程语言，对ArcGIS进行了二次开发，建立了一套针对全地形复杂环境下的路面可通行区域分析模型。该模型可以根据装备车辆的不同参数实现地理因子影响系数的设定，满足不同条件下车辆的可通行区域规划。     

机器人集群路径规划技术研究现状

受社会型生物群体行为启发,群体智能得到日益广泛的关注,机器人集群作为群体智能的重要承载者得到了大量研发和广泛应用。机器人集群路径规划技术作为一项核心关键技术也得到快速发展。为此全面深入地调研了机器人集群路径规划的技术发展现状,创新性地归纳了适用于不同集群规模、可扩展性要求、通信需求以及算法要求的集群规划基础计算架构,包括冗余计算架构、分布计算架构和分层计算架构。从可扩展性和适用性角度,分类梳理了最适用于机器人集群的路径规划方法,包括仿生学方法、人工势场法、几何学方法、经典搜索法和进化学习法,并为集群仿真验证研究提供了七款可免费下载或开源的机器人集群仿真验证平台。     

基于几何算法的水下航行器路径规划

在分析水下航行器路径规划影响因素及主要障碍物特点的基础上,提出了一种基于几何算法的水下航行器路径规划算法,并采用该算法对障碍物进行建模和路径规划研究,解决了水下航行器航经多障碍物海区的路径规划问题.最后,通过仿真试验验证了该算法的准确性与可行性.     

数字高程模型数据小波压缩算法

针对海量DEM数据的存储和传输的问题,设计出一种高效的DEM数据的小波压缩算法。基于提升理论提出了一种包含自由变量t的紧支撑小波构造方法;通过选取合适的小波滤波器系数,基于提升的整数小波变换只需要整数加法、整数乘法和移位实现,运算速度快,便于硬件实现;选取参数t=1的整数9-7小波变换,其运算量接近整数5-3小波,但DEM数据压缩质量接近浮点的CDF9-7小波。实验证明该压缩算法对DEM数据有极佳的压缩效果,在保持地形形状和起伏特征的前提下,DEM数据可以压缩4096倍,PSNR>34DB。     

多约束条件下无人机航路规划动态评价方法

针对多约束条件的无人机航路规划评价方法缺乏合理性和动态特性的问题,提出了基于无人机六自由度模型的飞行仿真动态评价方法。分析了无人机航路规划的约束条件和影响航路评价的因素,基于某型无人机六自由度飞行动力学模型和飞行控制系统模型建立了无人机飞行仿真系统模型,将航路规划与评价进行有机结合进而进行航路评价方法软件的设计,通过对无人机沿规划航路的仿真飞行参数进行动态特性分析,以更接近真实情况的仿真手段对多约束条件下的航路规划效果进行评价。结果表明,该方法形象直观的实现了对无人机规划航路的动态综合评价,满足工程需求。     

SEAD场景异构无人机配置与任务规划联合优化方法

对敌防空压制(suppression of enemy air defenses, SEAD)场景是多无人机协同的典型应用,针对该场景特点,在任务规划问题基础上将各类型无人机数量也作为决策变量,充分表征目标、任务和无人机的多种约束,建立异构无人机编队路径问题模型。设计了双层联合优化方法求解该模型：上层设计了任务衔接参数指标,精确评估各类型无人机需求,指导无人机配置调整;下层设计了改进遗传算法,高效处理多类型约束并能结合无人机数量变化对任务方案进行精细调整;双层相互协调获得满足需求的无人机配置和执行方案。仿真结果表明,该方法可以在避免遍历无人机配置组合的前提下获得合理的无人机配置方案和高效可行的执行方案。