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智能无人集群系统跨域协同技术研究现状与展望

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中国工程科学 2024年第1期26卷 117-126页

作者：江碧涛温广辉周佳玲郑德智卫星信息智能处理与应用技术重点实验室北京100192 东南大学数学学院南京211189 北京理工大学前沿交叉科学研究院北京100081 空地一体新航行系统技术全国重点实验室北京100081

随着智能化技术和无人系统技术的快速发展,智能无人集群系统跨域协同的概念应运而生并得到了广泛关注与深入研究,智能无人集群系统跨域协同技术逐渐成为世界各国抢占无人系统技术竞争中的制高点。本文从我国智能无人集群系统跨域协同技... 详细信息

随着智能化技术和无人系统技术的快速发展,智能无人集群系统跨域协同的概念应运而生并得到了广泛关注与深入研究,智能无人集群系统跨域协同技术逐渐成为世界各国抢占无人系统技术竞争中的制高点。本文从我国智能无人集群系统跨域协同技术的发展需求出发,梳理了海空、空地以及海陆/海陆空等典型无人场景跨域协同技术的研究现状;深入分析了智能无人集群系统跨域协同技术的发展现状、技术需求以及未来的重点研究方向。最后,从总体思路、体系架构、理论创新和技术攻关4个层面,提出了推动智能无人集群系统跨域协同技术稳健与快速发展的对策建议,以期促进我国无人系统应用能力的持续提升。

关键词：智能无人集群系统跨域协同协同控制 “空天地海”一体化网络

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含盐液滴运动传热传质特性及其影响因素

空气动力学学报 2024年第4期42卷 55-64,I0001页

作者：唐宇豪柴得林马乙楗刘宇易贤桂业伟中国空气动力研究与发展中心结冰与防除冰重点实验室绵阳621000 空天飞行空气动力科学与技术全国重点实验室绵阳621000

船舶在极地等气候寒冷恶劣的海上环境航行时,海水飞沫易导致其上层结构结冰,严重时对船舶航行及室外环境作业安全造成威胁。准确预测海水飞沫结冰,对确保极地区域安全作业具有重要意义。海水飞沫结冰和纯水飞溅结冰的主要区别在于盐度... 详细信息

船舶在极地等气候寒冷恶劣的海上环境航行时,海水飞沫易导致其上层结构结冰,严重时对船舶航行及室外环境作业安全造成威胁。准确预测海水飞沫结冰,对确保极地区域安全作业具有重要意义。海水飞沫结冰和纯水飞溅结冰的主要区别在于盐度对结冰的影响,对于结冰问题,通常将海水飞沫简化为含盐的液态水滴(即含盐液滴,简称液滴)。数值模拟是研究含盐液滴结冰的重要手段,含盐液滴运动-传热传质过程是其结冰数值模拟的关键环节,决定了液滴撞击特性及与结冰相关的撞击液滴的物理量。本文在SHIPICE传热模型的基础上,提出了含盐液滴在运动过程中考虑质量损失及盐度变化的传热传质耦合模型;基于NNW-ICE平台,发展了拉格朗日框架下含盐液滴运动-传热传质耦合数值计算方法并开发了相应计算程序,实现了含盐液滴运动-传热传质过程的模拟;探究了含盐液滴运动-传热传质过程中的关键影响因素,系统分析了不同来流速度、温度、相对湿度和液滴粒径条件下的传热传质效应,为进一步发展含盐液滴结冰数值计算方法奠定了基础。

关键词：海水飞沫传热传质盐度变化结冰计算数值模拟

水面HDR场景分焦平面偏振成像的自适应增强方法研究

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光学学报 2024年

作者：王美淑杨建国金伟其裘溯王艺学北京理工大学光电学院光电成像技术与系统教育部重点实验室广东省“天临空地海”复杂环境智能探测重点实验室

在户外真实场景的水域成像过程中，太阳光经水面反射会形成强部分偏振耀光，水域场景通常伴随亮度变化范围大难以清晰成像的问题。本文提出了一种名为WP-HDR的基于分焦平面可见光偏振相机的抑制太阳耀光实现水面场景高动态成像方法。通... 详细信息

在户外真实场景的水域成像过程中，太阳光经水面反射会形成强部分偏振耀光，水域场景通常伴随亮度变化范围大难以清晰成像的问题。本文提出了一种名为WP-HDR的基于分焦平面可见光偏振相机的抑制太阳耀光实现水面场景高动态成像方法。通过偏振处理抑制高强度水面耀光，Otsu与滤波配合实现对区域的分割，最后通过自适应线性融合实现对过暗部分的增强。实际场景实验结果表明，处理后得到的高动态范围图像中，水面耀光得到了有效的抑制，背景和目标细节的轮廓信息更清晰，复合对比度、标准差和平均梯度均显著改善。本文提出的复合对比度可同时体现耀光抑制程度和暗目标清晰化程度，在本文的实验结果中最高可提升三倍。实验证明本文所提方法可应用于强反射干扰下的水面成像以及水域目标的识别。

关键词：图像处理大气与海洋光学水面偏振成像高动态范围成像自适应线性增强

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一种基于改进行为树的智能对手行为模拟技术

系统仿真学报 2024年

作者：周芳范波刘小毅丁一珊张宁馨邵亚超翟小玉信息系统工程全国重点实验室军科科学院国防科技创新研究院

智能算法/智能平台/智能系统智能化能力测试评估，需要高水平的智能对抗目标，提出了基于改进行为树的智能对手行为模拟技术，设计了行为控制、作战任务、行为动作、执行为4类行为树节点，建立了机动、侦察预警、指挥决策、火力打击和... 详细信息

智能算法/智能平台/智能系统智能化能力测试评估，需要高水平的智能对抗目标，提出了基于改进行为树的智能对手行为模拟技术，设计了行为控制、作战任务、行为动作、执行为4类行为树节点，建立了机动、侦察预警、指挥决策、火力打击和电子干扰共5类原子行为动作和参数，给出了打击目标选择、武器发射、来袭武器判断等5类原子条件；提出了智能对手行为模拟系统组成，包括行为规则编辑器与行为规则引擎，建立了对手行为模拟运行流程。结合边境区域空地协同对抗典型应用场景，给出了地导行为规则案例和仿真实验结果。

关键词：智能对抗行为树对手行为模拟规则引擎智能试验

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专题导读

电信科学 2024年第6期40卷 1-2页

作者：孟维晓曹先彬周亮张同须哈尔滨工业大学电子与信息工程学院北京航空航天大学电子信息工程学院信息与通信工程国务院学科评议组中国航空学会航电与空管分会中国电子学会智能交通信息工程分会综合交通大数据应用技术国家工程实验室空地一体新航行系统全国重点实验室临空信息系统先进技术工信部重点实验室南京邮电大学中国移动科学技术委员会

空天地一体化是6G的重要组成部分,充分发挥空、天、地信息通信技术各自优势,通过多维信息的有效获取、协同、传输和汇聚,以及资源的联合管理、任务分发以及动作组织,实现时空复杂网络条件下的一体化综合处理和最大效能利用,为各类不同... 详细信息

空天地一体化是6G的重要组成部分,充分发挥空、天、地信息通信技术各自优势,通过多维信息的有效获取、协同、传输和汇聚,以及资源的联合管理、任务分发以及动作组织,实现时空复杂网络条件下的一体化综合处理和最大效能利用,为各类不同用户按需提供实时泛在、机动高效、智能协作、可靠安全的信息基础设施和决策支持系统。

关键词：决策支持系统多维信息复杂网络信息通信技术信息基础设施智能协作空天地一体化任务分发

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立体交通系统通感算一体化关键技术

移动通信 2024年第3期48卷 14-20页

作者：李晨玮周建山田大新段续庭北京航空航天大学交通科学与工程学院车路协同与安全控制北京市重点实验室车路一体智能交通全国重点实验室北京102206

以无人机、智能网联汽车、道路基础设施等空地平台为载体的立体交通系统是智慧城市综合交通在6G网络中发展的前沿方向。随着海量无线通信终端、智能传感器等物理设备与交通运输环境、载运工具和道路基础设施深度融合,立体交通系统对通... 详细信息

以无人机、智能网联汽车、道路基础设施等空地平台为载体的立体交通系统是智慧城市综合交通在6G网络中发展的前沿方向。随着海量无线通信终端、智能传感器等物理设备与交通运输环境、载运工具和道路基础设施深度融合,立体交通系统对通信感知的需求日益增长;然而,当前系统的发展受网络体系结构、通信资源、计算资源和感知能力的制约,其信息交互与综合处理能力亟待协同提高。另一方面,通信感知与边缘计算一体化(ISACEC)技术发展及其在空地协同网络中应用,为立体交通系统演进提供了新的推动力。面向立体交通系统应用场景,总结了ISAC-EC技术发展与应用现状,然后构建了空对地、地对空通信感知联合优化模型,给出了通信波束和雷达波束联合设计的关键技术思路;最后,针对典型应用场景开展仿真实验,结果展现了通感算一体化关键技术在立体交通系统中的应用潜力和优势,可为系统发展建设提供指导。

关键词：立体交通系统无人机智能网联汽车通信感知与边缘计算一体化凸优化

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沉底式矢量水听器阵辐射噪声测量系统

应用声学 2024年

作者：胡园李天星曹建国郭龙祥极地海洋声学与技术应用教育部重点实验室(哈尔滨工程大学) 哈尔滨工程大学水声技术全国重点实验室哈尔滨工程大学水声工程学院中国科学院声学研究所水下环境信息感知实验室

矢量水听器可以同步共点测量声场的声压和振速的各正交分量，具有与频率无关的偶极子指向性，有益于小尺度矢量水听器阵获取较高空间增益和测量目标低频段低辐射噪声。该文依据安静型水下航行器低频段辐射噪声测量的需求，进行了矢量阵... 详细信息

矢量水听器可以同步共点测量声场的声压和振速的各正交分量，具有与频率无关的偶极子指向性，有益于小尺度矢量水听器阵获取较高空间增益和测量目标低频段低辐射噪声。该文依据安静型水下航行器低频段辐射噪声测量的需求，进行了矢量阵测量增益的理论分析和仿真计算，并结合小尺寸水下目标低辐射噪声测量实际应用，设计了一种刚性沉底式矢量水听器阵低频辐射噪声测量系统。该系统实现了水下目标辐射噪声数据的同步采集、存储和实时传输。在千岛湖对测量系统进行了性能初步测试，结果表明，湖试环境中，相同孔径下，其指向性和近场聚焦性能优于声压阵，具有更好的空间增益，预计在水下目标低频段辐射噪声测量实际工程应用中有明显优势。

关键词：辐射噪声矢量水听器阵测量系统空间增益

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基于非对称幅度插值的二维来波方位估计

系统工程与电子技术 2024年第1期46卷 10-21页

作者：陈筱月马晓川李璇中国科学院声学研究所水下航行器信息技术重点实验室北京100190 中国科学院大学电子电气与通信工程学院北京100049

幅度插值方位估计法通过对少数几个波束采样插值得到来波方位,避免了密集的方位搜索,在工程中有广泛的应用。目前该方法大多基于一维,且使用对称函数进行插值,估计误差较高。本文通过解耦的方式将该方法由一维推广至二维任意阵,并考虑... 详细信息

幅度插值方位估计法通过对少数几个波束采样插值得到来波方位,避免了密集的方位搜索,在工程中有广泛的应用。目前该方法大多基于一维,且使用对称函数进行插值,估计误差较高。本文通过解耦的方式将该方法由一维推广至二维任意阵,并考虑真实方位谱在偏离0°后左右波束不对称的情况,利用左右波束斜率比作为求解条件,使用非对称函数进行幅度插值。进一步,针对二维非对称插值中出现的角度失配问题,提出了迭代插值的解决方法。最后仿真分析了插值方法、迭代插值以及信噪比对插值精度的影响,所提出方法的插值精度优于传统对称插值方法;且通过千岛湖实验数据验证,所提方法以10°间隔插值得到的估计精度可以比拟常规波束形成以0.01°进行密集扫描的估计精度。所提方法能够在满足一些工程应用中对实时性要求的同时达到较高的方位估计精度。

关键词：来波方位估计二维非对称插值斜率比角度失配迭代插值

OFDM系统迭代脉冲噪声抑制与信道估计方法

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系统工程与电子技术 2024年第8期46卷 2841-2849页

作者：谭钢鄢社锋叶子豪杨基睿中国科学院声学研究所水下航行器信息技术重点实验室北京100190 中国科学院大学电子电气与通信工程学院北京100049

针对脉冲噪声导致正交频分复用(orthogonal frequency division multiplexing,OFDM)水声通信系统误码率性能降低的问题,提出一种迭代脉冲噪声抑制与信道估计方法。首先,利用对称α稳定(symmetricαstable,SαS)分布对水下噪声进行建模,... 详细信息

针对脉冲噪声导致正交频分复用(orthogonal frequency division multiplexing,OFDM)水声通信系统误码率性能降低的问题,提出一种迭代脉冲噪声抑制与信道估计方法。首先,利用对称α稳定(symmetricαstable,SαS)分布对水下噪声进行建模,并通过实测噪声数据进行拟合验证。其次,基于脉冲噪声幅值较大的特性,利用切比雪夫不等式对基带接收信号实部和虚部分别进行脉冲噪声检测和抑制。同时,通过分析最小二乘(least squares,LS)信道估计算法估计误差的统计特性,提出自适应门限LS信道估计算法,减轻残余噪声对信道估计的影响。最后,结合估计的信道和译码结果重构噪声并进行脉冲噪声估计,实现迭代脉冲噪声抑制与信道估计。仿真结果表明,在不同程度脉冲噪声和实测噪声场景下,所提方法能够有效抑制脉冲噪声,显著降低OFDM系统误码率。

关键词：水声通信正交频分复用脉冲噪声信道估计迭代估计

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