基于改进OMP算法的跳频信号跳变时刻精确估计

跳变时刻是跳频信号最重要的参数之一,精确估计跳变时刻有助于正确接收跳频信号,准确获取跳周期、跳频频率等参数。但是现有方法得到的跳变时刻精度不高,抗干扰能力较弱,为此提出了一种基于改进OMP算法的跳变时刻精确估计新方法。首先根据跳频信号原理建立了跳变时刻估计的稀疏表示模型;然后用改进OMP算法求解该模型提取跳变时刻。理论分析和仿真结果证明了该方法能够获取高精度的跳变时刻,估计性能优于现有算法。     

面向浅海水声通信的TB-GOMP信道估计算法

针对广义正交匹配追踪(generalized orthogonal matching pursuit, GOMP)算法复杂度较高、估计误差偏大、所需导频数过多、估计性能过度依赖原子选择数且未充分考虑噪声情况的问题,提出基于原子门限和回溯的广义正交匹配追踪(generalized orthogonal matching pursuit algorithm based on atomic threshold and backtracking, TB-GOMP)算法,并将其应用于水声正交频分复用(orthogonal frequency division multiplexing, OFDM)系统的压缩感知信道估计框架中。所提算法从多角度对GOMP算法进行改进,首先提出合理的原子门限,对原子精细筛选,利用原子门限不仅可以提高支撑集可靠性,还能通过降低运算复杂度缩短运行时间;其次,引入回溯思想消除算法中包含的误选原子,提高信道估计精度;最后,充分考虑到噪声因素,将迭代停止条件设置为噪声的L₂范数。多组实验结果表明所提算法在噪声环境下能有效估计浅海水声信道,并且在估计精度、...     

基于Gabor谱方法的跳频信号参数盲估计

提出了一种基于Gabor谱的未知跳频信号参数盲估计方法。该方法利用Gabor谱能量集中、时频分辨率高、交叉项干扰小的特点,在未知任何先验参数的情况下,能够准确估计出跳频信号的跳频频率、跳变时刻和跳频信号驻留时间等参数。通过计算机仿真得到了较为准确的估计结果,验证了该算法的有效性。     

粒子滤波匹配追踪重构算法

针对现有贪婪迭代类压缩感知重构算法对非高斯量测噪声抵抗性差的问题,提出一种盲稀疏度下粒子滤波匹配追踪稀疏信号重构算法。该算法将鲁棒性更高的Huber损失函数替代常规的二次损失函数,用来增加对非高斯噪声的抵抗能力;并引入粒子滤波实现对原始信号的最优估计,以削弱量测噪声的影响;在信号稀疏度未知的条件下,结合稀疏度自适应匹配追踪算法实现盲稀疏度下的原信号重构。理论分析和仿真结果表明,所提算法可以有效抵抗因非高斯噪声干扰或稀疏度未知导致的重构精度降低,且重构性能优于现有典型贪婪迭代类算法。     

基于Butterworth分布的跳频信号参数估计

能够有效地估计接收到的跳频信号参数是干扰跳频通信的关键。针对接收到的未知任何先验参数的跳频信号,提出了一种基于Butterworth分布的跳频信号参数估计算法。由于Butterworth分布具有较好的时频聚集性和抑制交叉项性能,该算法能够在低信噪比条件下有效提取并估计出跳频信号的跳频周期、跳变时刻和跳频频率。仿真结果证明了该算法对跳频信号参数估计的有效性。     

二维隐马氏模型的一种简化算法及其参数估计

针对现有的二维隐马氏模型算法给出了一种简化算法及参数估计方法。该算法与现有的算法相比非常简单。基于此方法给出了相应的识别方法和参数估计,并且该估计与极大似然估计是等同的。     

一种α稳定分布噪声下的跳频参数盲估计方法

针对目前以高斯白噪声为模型的大部分跳频参数估计方法在α稳定分布噪声背景下,性能急剧下降的缺点,对跳频信号进行两次窗函数长短不同的分数低阶STFT,从而得到两组时频数据,,将两组时频数据点乘,得到新的时频表示,基于时频分析的跳频参数估计方法,实现跳频参数的估计。仿真实验表明,提出的方法有效抑制了α噪声,在α=0.8,GSNR≥1 d B;α=1.5,GSNR≥0 d B时,可以实现跳频周期的准确估计。在α=1.5,GSNR=3 d B时,该算法跳变时刻估计值最大相对误差比STFT低3%、比分数低阶STFT低1.6%,跳变频率估计值更加精确。     

基于改进SIFT的航拍图像快速匹配方法

针对传统SIFT算法存在特征描述符计算复杂,匹配时间长,错匹配较多等问题,提出了一种基于改进SIFT特征的航拍图像快速匹配方法。该方法采用基于圆形窗口的梯度方向累加值与同心圆形窗口内的灰度累加值、灰度差分值来构建18维的改进特征描述符,并在特征点匹配过程中,采用基于相关系数相似度量准则的双向匹配方法来获取初始匹配特征点对。最后,运用RANSAC算法进一步消除错配和估算仿射变换模型,并通过双线性插值法对变换后的图像进行重采样和插值。实验表明,该方法可以实现航拍图像之间的有效匹配,在匹配速度和匹配精度上优于传统SIFT算法,具有较好的实时性。     

基于改进野草算法的导波信号匹配追踪识别方法研究

针对导波信号匹配追踪识别方法求解效率和匹配精度不足的问题,提出了基于改进野草算法的匹配追踪识别方法(MIWOMP)。利用L(0,2)模式导波对含缺陷钢管进行检测,以chirplet时频原子作为匹配原子,分别使用MIWOMP方法、微分进化匹配追踪方法(DEAMP)和基于野草算法的匹配追踪方法(IWOMP)对导波检测信号进行重构,并对不同方法的匹配残差能量和频率匹配误差进行对比。研究结果表明:MIWOMP方法匹配精度最高,能够有效地对导波检测信号进行识别和重构,有利于促进导波无损检测技术的推广应用。     

针对无人机集群目标的舰炮对空射击方法

利用低成本无人机集群实施饱和攻击,将成为未来海战场突破舰艇对空防御系统的一种新型作战样式.从现有中小口径舰炮武器系统的射击体制出发,详细分析了现有追踪射击方法在打击此类密集目标时的能力不足,为增强现役中小口径舰炮武器系统打击无人机集群目标的能力,提出了基于未来空域窗的对空射击新方法,该方法控制武器系统内的单脉冲雷达波束对集群目标进行空间拉偏扫描,并通过最大似然估计的超分辨算法,获取迎弹面上的集群目标分布特征,改进传统未来空域窗射击方法中弹头均匀散布的设计思路,通过求解高斯混合模型配置弹丸散布中心,使得迎弹面上的弹丸散布概率与集群目标分布特征相匹配.仿真结果表明,该射击方法现实可行,可用于提升中小口径舰炮武器系统对无人机集群目标的打击能力.     

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.     

基于AM-LFM与BOMP的ISAR成像算法

对含微动运动的目标进行稀疏孔径逆合成孔径(ISAR)成像时,基于Chirplet分解和压缩感知(CS)的成像算法存在运算效率低、重构精度与鲁棒性差等问题。针对上述算法中存在的不足,提出了基于调幅-线性调频(AM-LFM)分解和贝叶斯正交匹配追踪(BOMP)的改进微动目标成像算法。应用该改进压缩感知(CS)算法进行微动目标成像,实验结果表明:由于改进算法采用AM-LFM分解和BOMP重构,提高了重构精度、鲁棒性与运算效率,成像效果比原算法更好。     

利用时频稀疏性的跳频信号盲检测和参数盲估计

针对在低信噪比的稳定分布噪声和定频干扰背景中,跳频信号检测和参数估计性能不佳的问题,利用分数低阶短时傅里叶变换得到时频矩阵;对时频矩阵按频率行去均值,抑制定频干扰;通过时频峰值优化、时频矩阵清洗和强化处理,降低频谱泄漏和噪声对跳频信号时频稀疏性的影响;利用此稀疏性进行检测和估计,即根据跳频信号在驻留时间内的连续性检测跳频信号,估计跳频频率;根据驻留时间起点及间隔,估计跳变时刻和跳周期.仿真结果表明,在低信噪比下,该算法的检测和参数估计性能均有较大提高,且优于现有算法.     

基于判别分析阈值滤波协作通信系统信道估计

在基于正交频分复用技术的放大转发协作通信系统中,针对传统信道估计算法估计精度差的问题,提出一种基于判别分析阈值滤波离散傅立叶变换信道估计算法。该算法首先通过设置改进的阈值门限初步获得信道有效抽头,然后利用马氏距离判别分析对已检测出的信道抽头修正。仿真结果表明:和传统方法相比,提出方法有效地滤除了信道估计中的噪声,改善了信道估计精度和误码率性能。     

基于FOCUSS改进算法的DOA估计方法

传统的DOA估计方法不能有效分辨相干源目标;稀疏重构方法能够处理相干源的DOA估计问题,但现有稀疏重构方法大都是针对无噪声或仅存在观测噪声系统提出的,估计性能有待提高。对于同时存在观测噪声和模型噪声的多观测量模型,提出了一种基于FOCUSS稀疏重构的改进算法,可鲁棒地处理相干源、非相干源的DOA估计问题,有效提高分辨力和估计精度等估计性能。给出了DOA估计的稀疏信号模型以及新算法的推导过程,仿真实验证明了新算法在与其他算法对比时的优越性。     

面向飞行器平台的图像目标追踪算法

以求解主动轮廓为目标观测手段,给出了基于卡尔曼滤波方法的可以追踪目标位置和目标在图像平面内面积的基础追踪算法。利用特征点匹配信息,解决了目标状态在图像平面内的急剧非线性变化导致基础追踪算法失败的问题。给出了结合特征点匹配与目标颜色统计直方图反向投影匹配2种方法的处理目标被遮挡情况的算法。通过实验验证,该算法在实验场景中,可以实现对目标位置和大小的追踪,可以成功地适应目标被遮挡的情况。     

基于高精度景象匹配的SAR平台定位方法研究

为了提高SAR平台定位精度,本文提出了一种基于景象匹配的SAR平台定位的方法。该方法利用成像中间时刻SAR平台与SAR图像中心线上物点共线的特性,先在图像中心线上均匀选取若干点作为匹配点,并与光学基准图进行高精度景象匹配获取它们的物点坐标;然后根据这些物点坐标估计出图像中心线在当地水平面投影的直线方程;最后利用直线信息和斜距高度信息计算SAR平台在水平面上的投影点位置,进而计算得到成像中间时刻SAR平台的空间位置。为了进一步提高匹配精度,分别提出了对正侧视和斜视SAR图像匹配区域进行几何粗校正的方法。本文还分析了不同误差因素对平台定位精度的影响,并给出了精度估计公式。仿真和实际图像实验结果表明,本文方法正确可行,具有较高的定位精度,具备工程实用价值。     

基于通视性约束的实体运动匹配仿真算法研究

研究了坦克实体在TIN地形上进行运动匹配的新求解方法,引入了感兴趣区AOI概念,采用估计与检测算法计算实体的参考点,并结合SO改进算法提出了基于通视性约束的实体运动匹配仿真算法。经与四点匹配算法进行定性和定量的比较得出,该算法可以使坦克在运动时与地形保持合理的位置关系,克服了运动实体与地形相互嵌入等现象,有效地提高了虚拟场景的真实感和可信度。     

变结构多模型估计第V部分——可能模型集合算法

本文提出了一种称为可能模型集合(LMS)算法的变结构多模型(MM)估计器,它适用于大多数混合估计问题并且比较容易实现。在任何时刻使用所有与系统模式匹配的模型。本文讨论了该模型的不同版本。最简单版本通过删除所有不太可能的模型,激活所有主要模型可能跳变的模型来获得模型集合的自适应,从而获得可能的期望系统模式转移。通过一个跟踪机动目标和一个失效检测和识别的例子来演示了LMS估计器设计和应用的通用性、简单性和容易性。文中也给出了算法同其它一些固定结构-变结构估计器在费效比方面的比较结果。     

基于模型概率估计的两层交互多模型算法

在机动目标跟踪问题的研究中,针对转弯机动目标跟踪精度差的问题,设计了一种利用模型概率对模型集合进行实时计算的两层交互多模型算法。该算法由第一层目标转弯速率的粗估计和第二层目标状态向量的精估计构成,它利用第一层模型计算出的目标运动估计转弯速率,构建与当前目标运动状态匹配程度较高的第二层转弯模型集合,并将该转弯模型集合运用于状态估计中。仿真结果证明了该算法在针对转弯机动目标时仍有较好的跟踪精度。