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集群航弹协同飞行模拟器的进程级分布式设计方法

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航空兵器 2023年第1期30卷 64-68页

作者：米长伟吴旭车沣竺罗广地中国兵器工业集团航空弹药研究院有限公司哈尔滨150036

针对长航时协同航弹战训使用的协同飞行模拟器小型化、便携使用的需求,在借鉴传统模拟器和仿真系统优缺点的基础上,本文提出软件化的分布式实时柔性系统设计理念,通过RTX实时扩展操作系统实现RTNet对弹载1553B总线多路BC协同的模拟。基... 详细信息

针对长航时协同航弹战训使用的协同飞行模拟器小型化、便携使用的需求,在借鉴传统模拟器和仿真系统优缺点的基础上,本文提出软件化的分布式实时柔性系统设计理念,通过RTX实时扩展操作系统实现RTNet对弹载1553B总线多路BC协同的模拟。基于两级内存管理的进程拷贝技术,将硬件完成的系统级功能模块抽象为内存颗粒和软件进程,通过进程拷贝实现系统的分布式柔性设计,同时结合样条插值实现飞行航迹发生器、分布式进程级图像数据介入,能够更为逼真地复现飞行场景。在模拟器的多机协同试验测试中,系统功能性能均得到有效验证。

关键词：分布式协同战训模拟器 1553B总线进程拷贝航弹

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模板图像尺寸可变的相关跟踪方法

兵工学报 2005年第6期26卷 780-782页

作者：米长伟刘晓利南京理工大学动力工程学院江苏南京210094

相关跟踪过程中,序列图像中的实时图像与模板图像间存在灰度差异和几何形变,当前工程中采用相关匹配算法中的模板图像为矩形结构,为了在模板中尽可能的包含目标,模板中就不可避免的含有背景数据,但传统相关匹配算法中模板图像中的每一... 详细信息

相关跟踪过程中,序列图像中的实时图像与模板图像间存在灰度差异和几何形变,当前工程中采用相关匹配算法中的模板图像为矩形结构,为了在模板中尽可能的包含目标,模板中就不可避免的含有背景数据,但传统相关匹配算法中模板图像中的每一个像素都要参与计算,而且模板尺寸是固定的,这样就使得算法跟踪不稳定、容易丢失目标。为此提出一种变模板图像尺寸的相关跟踪方法,该方法实现了对模板图像尺寸的实时修正和非矩形模板相关匹配,试验证明此方法具有较强的抗几何变形的能力以及对复杂背景环境的适应能力。

关键词：信息处理技术图像处理相关匹配相似性度量序列相似性检测算法非矩形匹配

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基于标量化处理的协同航弹高精度导航系统

航空学报 2023年第S1期44卷 140-149页

作者：车沣竺米长伟张昊平张鑫中国兵器工业集团航空弹药研究院有限公司制导控制技术部哈尔滨150036

针对协同航弹应用项目提出的低成本、高精度等硬性需求,设计了以紧组合为组合方式的高精度组合导航系统,且对导航系统运算进行了标量化处理,大幅提升了协同航弹的系统性能。导航系统主要由以卫星接收机输出的伪距、伪距率为量测量的紧... 详细信息

针对协同航弹应用项目提出的低成本、高精度等硬性需求,设计了以紧组合为组合方式的高精度组合导航系统,且对导航系统运算进行了标量化处理,大幅提升了协同航弹的系统性能。导航系统主要由以卫星接收机输出的伪距、伪距率为量测量的紧组合导航构成,与捷联惯导构成反馈校正,可在不同卫星环境下达到较高的导航精度。但由于高精度导航系统算法复杂,滤波器中矩阵需进行迭代运算,因此极大影响了系统的运算效率。为提高系统运算速度和提升系统性能,将方程中量测矩阵进行拆分,并对运算中的稀疏矩阵进行标量化处理。该方法省略了算法运算中大量的乘法运算和加法运算,将运算时长缩短至原来的17.9%。最后对此系统进行了外场航弹飞行试验,结果表明所设计的系统的导航定位精度较高,完全满足项目导航需求。

关键词：协同航弹高精度组合导航紧组合标量化

两种快速传递对准方法在航空制导武器中的应用

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中国惯性技术学报 2016年第2期24卷 141-147页

作者：刘斌穆荣军张新米长伟崔乃刚哈尔滨工业大学航天学院哈尔滨150001 中国兵器工业集团国营第624厂哈尔滨150001

对常用的两种快速传递对准状态模型(ψ角与m_ψ角模型)的等效性进行了分析与证明。在此基础上,针对MEMS-IMU低精度与稳定性欠佳等特性,综合考虑对准精度与算法实时性,建立了11维ψ角与m_ψ角快速传递对准模型。与传统的15维模型相比,新... 详细信息

对常用的两种快速传递对准状态模型(ψ角与m_ψ角模型)的等效性进行了分析与证明。在此基础上,针对MEMS-IMU低精度与稳定性欠佳等特性,综合考虑对准精度与算法实时性,建立了11维ψ角与m_ψ角快速传递对准模型。与传统的15维模型相比,新模型的计算复杂度降低了约60%。与此同时,提出了"安装角滤波器+陀螺仪零偏滤波器"的双滤波器并行工作设计思路,并给出了一种抑制器件误差影响与环境干扰的带宽隔离滤波器参数设计方法,提高了传递对准滤波器设计的灵活性与系统鲁棒性。通过飞行试验对传递对准系统模型与设计方法进行了试验验证,结果表明,相较于传统算法,收敛时间减少至30 s以内,传递对准精度提高约40%,有效解决了低精度MEMS-IMU在航空制导武器中的应用问题。

关键词：快速传递对准 MEMS-IMU 卡尔曼滤波飞行试验航空制导武器

基于弱可观状态分离估计的机载灵巧弹药快速传递对准方法

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兵工学报 2018年第6期39卷 1109-1116页

作者：米长伟赵宏宇吴旭宋立平中国兵器工业集团有限公司航空弹药研究院黑龙江哈尔滨150036

为了解决机载灵巧弹药微机电系统(MEMS)惯性导航传递对准时间过长、严重制约载机安全的问题,提出了MEMS陀螺零偏两点估计算法和弱可观测状态分离估计的快速传递对准算法。该方法基于对Kain等[1]提出的速度+姿态匹配快速传递算法的可观... 详细信息

为了解决机载灵巧弹药微机电系统(MEMS)惯性导航传递对准时间过长、严重制约载机安全的问题,提出了MEMS陀螺零偏两点估计算法和弱可观测状态分离估计的快速传递对准算法。该方法基于对Kain等[1]提出的速度+姿态匹配快速传递算法的可观测度分析,解决了陀螺零偏弱可观测状态的分离估计。采用系统噪声变分贝叶斯-卡尔曼滤波自适应算法处理快速传递对准算法中分离估计器参数对滤波器收敛的影响。仿真和靶场试验结果表明,在2.5 s内两点估计法估计准确度至少达到88%,对应的传递对准时间缩短到8 s.

关键词：机载武器灵巧弹药传递对准可观测度陀螺漂移

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含有预知面积目标图像的分割方法

弹箭与制导学报 2004年第S7期24卷 184-187页

作者：米长伟徐明友刘晓利南京理工大学动力工程学院江苏南京210094

文中使用了自适应定向正交投影分解算法将复杂图像的直方图分解为多个高斯分布的组合,进而将灰度区间划分为多个子区间并计算出灰度直方图在这些子区间上的面积,而目标在图像中的成像面积是可以预先作出估计的,从而利用两者之间的关系... 详细信息

文中使用了自适应定向正交投影分解算法将复杂图像的直方图分解为多个高斯分布的组合,进而将灰度区间划分为多个子区间并计算出灰度直方图在这些子区间上的面积,而目标在图像中的成像面积是可以预先作出估计的,从而利用两者之间的关系给出分割图像的阈值,实现对图像的分割。

关键词：数字图像处理图像分割灰度直方图高斯分布

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基于SSDA的改进算法

弹箭与制导学报 2004年第1期24卷 85-87页

作者：米长伟刘晓利徐明友南京理工大学动力工程学院江苏南京210094

传统的图像相关匹配算法精度高,但在大尺度图像的应用场合下多不能满足实时性的要求。文中对SSDA算法作了改进,试验结果表明,改进算法在保持SSDA算法的精度的同时大大提高了运算速度,改进效果明显。

关键词： SSDA 模板匹配门限相似性度量

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非矩形模板相关跟踪算法的实现

弹箭与制导学报 2004年第S5期24卷 216-217,220页

作者：米长伟刘晓利徐明友南京理工大学动力工程学院江苏南京210094

文中提出一种非矩模板相关跟踪算法,在这种方法中实现了非矩形模板相关匹配及对模板图像尺寸的实时修正,试验证明本方法具有较强的抗几何变形的能力以及对复杂背景环境的适应能力。

关键词：相关匹配相似性度量 SSDA 算法非矩形匹配

GNSS辅助捷联惯导行进间对准自适应滤波方法

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中国惯性技术学报 2016年第5期24卷 577-582页

作者：刘斌穆荣军赵杨杨米长伟崔乃刚哈尔滨工业大学航天学院哈尔滨150001 中国兵器工业集团国营第624厂哈尔滨150001

针对车载武器系统快速发射需求,提出一种基于GNSS辅助的捷联惯导行进间对准自适应滤波方法。该方法把行进间传递对准分为粗对准与精对准两个阶段。粗对准阶段以GNSS为观测基准完成对捷联惯导姿态的粗捕获,降低初始偏差不确定性对于精对... 详细信息

针对车载武器系统快速发射需求,提出一种基于GNSS辅助的捷联惯导行进间对准自适应滤波方法。该方法把行进间传递对准分为粗对准与精对准两个阶段。粗对准阶段以GNSS为观测基准完成对捷联惯导姿态的粗捕获,降低初始偏差不确定性对于精对准阶段的影响。在精对准阶段,考虑到车载系统的运动特性,提出一种"水平+方位"行进间对准双滤波器并行的设计思路,利用车载系统在不同时间段的动力学特性,对三轴姿态估计进行分时解耦,实现初始姿态的高精度估计;与此同时,引入协方差成形自适应调节过程,以最小化Frobenius范数为优化指标,实现对行进间对准卡尔曼滤波器的自适应调节,增强系统鲁棒性。数值仿真表明,协方差成形自适应卡尔曼滤波方法能够有效保证系统在全运动剖面内的稳定,结合双滤波器并行方案能够有效解决行进间对准精度不高与稳定性欠佳等问题,水平对准精度优于1.5′(1σ),方位对准精度优于6′(1σ)。

关键词：行进间对准协方差成形自适应滤波 Frobenius范数分时解耦