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.     

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。     

CPU-GPU协同加速Kriging插值的负载均衡方法

Kriging插值算法被广泛应用于地学各领域,有着极其重要的现实意义,但在面对大规模输出网格及大量输入采样点时,不可避免地遇到了性能瓶颈。利用Open CL和Open MP在异构平台上实现了CPU与GPU协同加速普通Kriging插值。针对Kriging插值中采样点的不规则分布及CPU和GPU由于体系结构差异对其的不同适应性,提出一种基于不同设备间计算性能的差异和数据分布特点的负载均衡方法。试验结果表明,该方法能有效提高普通Kriging插值速度,同时还能节约存储空间和提高访存效率。     

水下地形辅助导航技术的研究与应用进展

在简要介绍水下地形辅助导航基本概念的基础上,从地形辅助导航算法、水下数字地图技术、水下地形辅助导航试验等方面,详细介绍了水下地形辅助导航所涉及各方面的主要问题及研究进展,并对下一步研究方向及应用做出指引与展望。     

基于分形理论的微地形的重建

对自然地表分形特征进行了分析和总结,并结合微地形所具有的自然特性,提出了具有方向性分形特征的中点随机位移法。实验结果表明该方法能较好地反映原始数据的总体轮廓,而且还能较好地再现原始微地形的粗糙起伏及各向异性,因而是一种可行的构造三维地形的插值方法。     

快速准确的多分辨率地形模型误差计算

随着图形硬件的高速发展,大规模地形的可视化技术相比传统方法发生了很大变化,但是地形的误差计算方法却没有作出相应的改进,大多算法依然使用保守的迭代式误差,不能很好地与当前绘制算法相适应。针对这个问题,提出一种新的误差定义和计算方式。该误差直接描述简化模型同原始模型之间的差异,比以前的算法更为准确。误差的计算利用图形硬件的插值能力进行加速,大规模地形数据的误差计算能够在较短时间内完成。     

质量图引导的干涉合成孔径雷达图像相位解缠算法

干涉合成孔径雷达测量在数字高程数据获取等遥感领域得到广泛应用,相位解缠是干涉测量中的关键步骤。运用基于质量图的马尔科夫随机场建模方法将相位解缠问题转化为能量最小化问题,通过序列树权值信息传递算法对所建立的马尔科夫随机场模型进行求解。论文提出通过最小方向线性插值方法对相位图像中质量较差的区域进行修复,即根据质量较差的像素点所处的位置,利用最短的方向对质量差的像素点进行插值修复,以获得完整的解缠结果。实验结果表明:相对于不采用质量图的方法以及Goldstein枝切法等解缠算法,所提出的算法能够完成复杂真实地形对应的相位图像解缠。     

基于动态窗口的灰色加权填充算法及应用?

为解决复杂系统中单属性缺失数据填充困难问题，提出了基于动态窗口的灰色加权填充算法。该算法通过建立双向灰色预测模型，并采用模型精度评价系数加权填充缺失数据，有效增强了算法的准确性；提出基于灰色模型评价系数反馈的动态伸缩窗口概念，寻找产生最优模型的训练数据序列，使算法具有良好的鲁棒性和适应性。实验结果表明，该方法在RMSE和MA两项指标上均优于传统的双向灰插值、灰插值、多项式插值等方法。     

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。     

水下目标识别的规划融合算法

多传感器数据融合技术已经成为水下目标识别中的一项关键技术,以传感器输出数据为基础,提出了一种新的水下目标识别的规划融合算法,并通过举例进行了说明,最后使用Lingo软件对模型进行了求解,得出了最优结果。该算法可以有效地提高水下目标识别的准确率和可靠性。     

基于零边界值Kriging插值的地磁异常场稳定向上延拓法

针对位场向上延拓存在边界误差的问题,根据向上延拓的原理对边界误差产生的原因进行了分析,提出了补充零边界值并用普通Kriging法对数据进行插值的方法,对插值后的区域在频域进行向上延拓,并采用绝对误差最大值占平面磁异常最大值的比例作为误差评价标准.仿真结果表明:所提的方法优于不扩边和最小曲率法扩边的向上延拓方法;向上延拓...     

TF工程应用中的地形数据处理方法研究

研究了地形跟随(TF)工程应用中的地形数据合理性检验、误差消除以及地形数据的转换、存储和更新3个问题。针对地形数据的特点,提出了地形测量数据中数据合理性的判别准则;根据TF工程应用和减小测量随机误差的需要,给出了地形数据转换、存储和更新算法,并根据数据处理结果修正了系统误差。数据处理结果表明,应用该方法可以剔除野值,减小随机误差,地形数据存储与更新算法可行,满足TF工程应用需求。     

D-S证据理论改进算法提高水下目标识别准确性

D-S证据理论在目标识别中有着广泛的应用,是较好的数据融合方法之一,但在证据高度冲突时,会产生有悖常理的结果。针对此问题,引入传感器的可信度,提出了一种新的改进算法。该算法弥补了D-S证据理论所存在的不足,比其他改进算法融合效果好,此算法应用于水下目标识别,计算结果表明提高了水下目标识别的准确性和有效性。     

基于BP神经网络的水下对抗预测模型研究

针对水下平台水下对抗作战量化验证评估困难、指导机动规避作战模型欠缺等问题,设计了一种基于大数据学习的水下对抗预测模型。首先进行水下平台水下对抗建模,基于蒙特卡洛方法执行若干轮次仿真获得规避概率数据集;同时,为解决海量仿真下时间效率不佳的问题,提出利用BP神经网络预测算法进行数据学习,提供准确、快速、可视化的对抗结果。试验结果表明,在本文设定的试验环境下,基于BP神经网络预测算法的平均预测误差为7.28%,可有效对水下平台规避概率进行预测,为指挥员指挥决策提供数据支撑。     

基于Gram-Schmidt正交化算法的水下目标回波检测

提出了一种基于Gram-Schmidt正交化算法的水下目标回波检测方法.该方法利用Gram-Schmidt正交化算法实现对干扰背景的预白化,通过归一化匹配滤波器可完成对水下目标回波的检测.对仿真数据和实验数据的处理验证了该方法的有效性.     

基于运动模式的船舶轨迹分段压缩算法

为解决当前船舶轨迹分段与压缩过程中轨迹细节丢失、运动模式不清及运动特征难以提取等问题,首先通过分析船舶运动的特点,在Stop-Move模式的基础上,提出了基于Stop-Turn-Line三种基本运动模式的船舶轨迹表示方法,并设计了轨迹运动模式检测与分割算法。然后,采用Java语言实现了该算法;并利用真实船舶轨迹数据集进行了测试。实验结果表明:该算法能够在较好保留运动模式及特征的前提下对船舶轨迹进行高效分段和压缩,可为基于海量船舶轨迹数据的查询、显示、分析及挖掘等提供良好的基础。     

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.     

虚拟战场环境程序化地形细节生成方法

针对目前虚拟战场环境中场景渲染面临的真实数据在类型和精度方面无法满足大规模真实感地形可视化的难题,从虚拟场景构建和渲染的角度,提出了一种以真实地形数据为基础,集成视相关多分辨率LOD(Level Of Detail)渲染机制的程序化地形细节合成方法,实现了地形几何细节、纹理细节和地表植被的自适应可控实时合成,一定程度上解决了大规模地形渲染在真实性和实时性上难以兼顾的问题,为建立高逼真度的虚拟战场环境提供了一种切实可行的方法.     

结合兰彻斯特方程分析战场地形因素对战争的影响

针对现代战争中地形对作战制约因素增多的问题,在兰彻斯特作战模型基础上,加入战场地形因素,分析对战争的影响。本文介绍了兰彻斯特方程的改进与发展,通过地形对通行和隐蔽的影响分类,构建一种反映地形因素的作战模型,并运用Matlab软件编写模型算法进行仿真计算。仿真结果表明:该模型可在一定程度上反映地形因素对战争的影响,同时说明了合理有效发挥地形优势可以达到以少胜多、以弱胜强的军事目的。     

飞行器低空突防威胁建模与航迹优化算法

提出了一种飞行器在给定地形和威胁分布的威胁场进行低空突防的航迹优化算法。该方法首先对地形的高程栅格数据进行了图形简化预处理,将各种威胁叠加到地形图上,构成一个包含各种威胁的特定威胁场,再对其建立合理的有向图数学建模,用Dijkstra最短路算法进行航迹优化。航迹优化的过程中考虑了飞行器的过载限制,使优化航迹能够较好地满足飞行器各项性能指标及任务规划的要求,仿真结果显示,该算法简单快速,能很好地进行地形、威胁、障碍物的回避。