无人机系统自主控制技术研究现状与发展趋势

无人机系统是未来进行信息对抗、夺取信息优势、实施火力打击的重要手段。"自主性"是无人机系统区别于有人机最重要的技术特征,实现无人机系统的自主控制,提高其智能程度,是无人机系统的重要发展趋势。对无人机系统自主控制问题进行了阐述,首先分析了无人机系统自主控制技术的发展需求,然后介绍了自主控制的概念和自主等级的划分;分析了无人机系统自主控制技术的研究现状,提出了无人机系统自主控制的关键技术问题,主要包括体系结构、感知与认知、规划与控制、协同与交互等;最后对无人机系统自主控制技术的发展趋势进行了展望。     

舰机协同反潜有利态势初探

为研究舰机协同反潜的典型有利态势,为指挥决策提供依据。首先,依据敌我探测距离、攻击距离的对比,提出了舰机协同反潜有利态势的判断原则;其次,利用该判断原则对三种典型对抗条件下的战场态势进行了深入分析,得到了各种对抗条件下的有利态势;最后,分析了有利态势对作战指挥决策的重要作用,初步提出了基于有利态势的作战指挥决策流程。为进一步研究基于有利态势的舰机协同攻潜辅助决策方案生成奠定了基础。     

一种基于VMN的移动IP快速切换方法

为了满足用户对移动IP服务的安全性、低时延方面的要求,弥补现有移动IPv4协议中切换方案的不足,在移动IP/AAA模型的基础上,提出了一种基于VMN(虚拟移动节点)的移动IP快速切换方法。该方法增强了移动IP联合AAA的基本模型,并在MA(移动代理)上构建了一种新的数据结构;通过在NFA和OFA之间建立一个新的双向隧道,将VMN中的数据报文进行快速转移,在没有数据报文丢失的情况下,实现了快速低时延的切换;通过分发新的临时安全关联以及认证票据,有效地提高了移动IP在注册和切换过程中的安全,同时有效地降低了AAAH和AAAF之间的网络负载;通过对该方法进行安全性分析和仿真试验表明,我们提交的方法是安全有效的。     

飞控系统风洞虚拟飞行试验评估指标与评估要求

为明确风洞虚拟飞行试验能够评估的飞控系统性能,并为风洞虚拟飞行试验评估方法设计做出铺垫,针对风洞虚拟飞行试验特点,提出了风洞虚拟飞行试验能够评估的飞行性能指标及飞行品质指标,比较了风洞虚拟飞行试验与半实物仿真和飞行试验的评估能力差异;仿真分析了风洞虚拟飞行试验特点会造成的风洞虚拟飞行试验与自由飞行的评估结果差异;从试验、数据处理、性能评定等方面,提出了评估这些指标对风洞虚拟飞行试验评估方法的具体要求,并比较了它与半实物仿真和飞行试验的评估要求差异。     

基于ISA总线的CAN通讯卡的设计与实现

为实现PC机在控制局域网络 (CAN)中的应用 ,开发设计了一种PC机与CAN的接口———CAN通讯卡。该通讯卡采用微控制器完成底层的CAN通讯任务 ,并利用双口RAM与PC机进行数据交换 ;通过基于Win9x的PC机设备驱动程序实现上层应用程序对通讯卡的操作。该系统结构紧凑、可靠性高 ,已在磁悬浮列车控制系统中得到了成功应用。     

基于机械跟踪的虚拟演播室系统中摄像机校准和定位算法

摄像机校准和初始定位是基于机械跟踪的虚拟演播室系统的关键技术之一。分析了基于机械跟踪方式的虚拟演播室系统的结构特点和性能要求,提出了基于Tsai算法的虚拟演播室摄像机校准算法和基于主动配准的虚拟演播室摄像机初始定位算法。仿真和实际应用结果表明,算法操作简便,满足了虚拟演播室高精度定标的要求。     

应用改进的线性预测算法构建虚拟阵的精确定向方法

为了克服传统线性预测(Linear Prediction,LP)算法在构建虚拟阵过程中存在预测误差容易累积的弊端,提出了一种能够更充分利用实阵信息量的改进LP算法来构建虚拟阵。采用实际基阵方法、传统LP虚拟阵方法和改进LP虚拟阵方法分别对假定基阵的波束性能进行计算机仿真及对湖试数据进行处理成像,研究结果表明,与传统LP方法相比,改进的LP方法能够有效地抑制波束旁瓣,进一步提高了基阵的角度分辨力和阵增益,将其运用于特定试验背景下的实际湖底目标声探测,方向分辨精度可提高75%。     

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。     

视场角限制下导弹协同攻击导引律设计

为实现多枚导弹协同攻击目标,提出视场角限制下攻击时间角度控制导引律。通过在传统比例导引上增加两项偏置项,推导出一种新型攻击时间和角度控制的导引律,并用Lyapunov理论证明其稳定性。针对导弹大机动下视场角可能超过导引头视场角范围而丢失目标的问题,将用于角度控制的偏置项分为三个阶段,设计了导引头视场角限制下的导引过程。仿真结果表明：所设计的导引律可以将视场角限制在导引头视场角范围内,实现不同位置下的多枚导弹以指定角度同一时间攻击目标,达到导弹协同攻击的效果。     

一种面向虚拟维修训练的拆装序列描述方法

通过分析机电产品的维修特点、虚拟维修训练的需求以及产品维护规程的结构特点,提出了一种采用树型和有向图混合结构来统一描述产品维护规程和拆卸安装序列的方法,并以Visual C++/MFC为工具,开发了维护规程控件,解决了虚拟维修训练中产品维护规程和拆卸安装序列的同步直观显示、约束关系解算、规程文件存取等问题,并为维护规程的可视化编辑提供了工具。实践表明,该方法满足虚拟维修训练对维护规程和拆装序列的描述要求。