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。     

盘形圆弧砂轮曲面磨削几何模型

砂轮外形、加工轨迹、运动轴组合方式、工件摆放方式等的差异都会引起曲面磨削加工模型的变化,加工几何模型是实施曲面磨削首要解决的问题。建立盘形圆弧砂轮的几何模型,通过磨削点法向量匹配,建立工件点和砂轮点的一一映射关系,经过坐标变换可以得到相应的刀具运动轨迹,用于磨削加工。形成统一的盘形砂轮曲面磨削几何模型,并给出刀具运动轨迹的计算流程。该磨削模型适用范围广,有效解决了多种曲面磨削过程的刀具轨迹生成问题,实现了高精度的曲面磨削加工。     

一种基于边缘特征提取的景像匹配方法

下视景像匹配制导中,实时图和基准图的拍摄高度、方位和图像比例尺不完全一致,两图的轮廓形状存在旋转和变形等差异,边缘特征提取方法受图像灰度分布影响存在变形和移位,易导致匹配错误。用侧抑制竞争方法,图像边缘特征提取快速准确,不发生移位,对灰度变化也不敏感。在此基础上,用扩展边缘特征法,克服轮廓变形对边缘匹配的影响,提高精度。试验结果表明,此方法模型简单、抗几何变形能力强且便于实现。     

一种新型结构吸波材料的制备

介绍了阻抗匹配设计原理。自制了三种导电纤维,分别织成正交平纹布,通过优化设计,采用简单层式结构,以酚醛为基体,制备出接近实用水平的多层结构吸波材料。该材料厚3.2mm,密度1.38g/cm3,面密度4.42kg/m2;在8.4GHz～18GHz反射率小于-10dB;弯曲强度173MPa,弯曲模量12.5GPa。     

曲面重构误差的单纯形匹配检验方法

针对反求工程中的曲面重构误差检验问题,提出了一种点云数据和重构曲面的匹配检验方法.首先,通过包围盒刚体变换求取了匹配初值,再基于单纯形优化方法求取最佳变换矩阵完成了精确匹配.以匹配后的模型为基础,设定误差检验包络面,分析了测量点与重构曲面的偏差和均方根误差.实践证明:该方法具有高效、精确等特点,有效地解决了曲面重构误差分析和质量评估问题.     

基于水下地形匹配的捷联系统误差估计方法

潜器进入匹配区时捷联系统已积累了一定的误差,有效利用匹配信息对误差进行修正是保证后续航行精度的基础;通过建立水下地形匹配辅助导航系统误差模型,以地形匹配模块和深度压力传感器测量的位置信息和深度作为量测量,设计了卡尔曼滤波器。仿真研究证明:所设计的滤波器具有良好的估计精度;同时,通过设计潜器航行动作证明了相关误差量的估计效果与潜器运动激励有关,为匹配区内进行误差估计时潜器所采用的运动状态提供了参考。     

密集目标有偏航迹整体匹配关联方法

针对密集目标和传感器探测存在较大系统偏差的复杂条件下的分布式融合中航迹关联问题,设计了一种整体匹配航迹关联方法,首先将所有航迹划分成若干个关联聚,对各传感器都有多个目标航迹的关联聚采用多目标点图整体匹配,对某传感器只有单目标航迹的关联聚采用航迹段整体匹配,从而获得关联聚内所有航迹的关联关系。在仿真分析中,随机产生态势,分别计算新算法在不同情形下的漏关联、正确关联率、错误关联率。仿真验证结果表明该算法在不同目标密集程度、系统误差情形下都有较好的适应性。     

一种面向多核处理器的高效并行PCA-SIFT算法

提出一种面向多核处理器的并行PCA-SIFT算法,采用数据级并行方法实现并行的特征提取和特征点匹配,将计算任务分配到各个DSP核并行处理,充分开发多核处理器的多级并行性.实验结果表明,并行PCA-SIFT算法对各种不同图像形变的图像具有良好的适应性,具有接近串行PCA-SIFT算法的图像匹配能力,平均加速比达3.12.     

机载平台野外立体场景弱小变化目标检测

提出了一种针对机载序列图像的野外立体场景弱小变化目标检测新方法。为了补偿平台运动,提出了一种级联图像配准模式,即首先通过生物视觉方法对待检图像进行快速粗配准,然后通过不变系数最小二乘匹配进行精配准;为了补偿图像间的灰度变化,提出了直方图一致性变换方法,该方法不仅可以处理线性灰度变化而且可以处理非线性灰度变化;为了弱化场景立体效应影响,提出分子区的方法,即通过将图像划分为若干子区,各对应子区独立求解仿射参数,使得待检图像不同位置子区可以对应不同几何变换参数。光电吊舱真实图像变化检测实验,证明了文章方法的正确性和有效性。     

人机共融的远程态势智能感知系统

针对人与远程无人设备协同精准配合的迫切需求,以机器人操作系统为基础构建了一种人机共融的远程态势感知系统,并开展了实验与分析。该系统以视觉定位技术为基础,以人机感知共融为切入点,通过实时三维场景重建技术与场景一致性融合方法,将无人设备探测到的环境及目标信息进行三维重构,并通过增强现实设备进行显示,与人的视觉信息进行一致性融合,实现无GPS条件下远程无人设备与人所佩戴的增强现实设备之间的协同定位。实验结果表明,系统在近距离时具有较好的人机协同定位准确度,定位精度随着距离的增加而逐渐降低。所构建的系统使无人设备成为人眼的延伸,在不干扰人员正常行动的情况下实现了穿障碍、跨视距的感知能力,在未来信息化作战中可发挥重要作用。