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基于DIoU损失与平滑约束的结构化SVM目标跟踪方法

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计算机科学 2024年第S01期51卷 389-396页

作者：孙子文袁广林李从利秦晓燕朱虹中国人民解放军陆军炮兵防空兵学院兵器工程系合肥230031 中国人民解放军陆军炮兵防空兵学院信息工程系合肥230031

基于结构化SVM的目标跟踪因其优良的性能而受到了广泛的关注,但是现有方法存在损失函数不精确和模型漂移问题。针对这两个问题,首先提出基于DIoU损失与平滑约束的结构化SVM模型。该模型采用DIoU函数作为损失函数,利用t时刻超平面法向量w... 详细信息

基于结构化SVM的目标跟踪因其优良的性能而受到了广泛的关注,但是现有方法存在损失函数不精确和模型漂移问题。针对这两个问题,首先提出基于DIoU损失与平滑约束的结构化SVM模型。该模型采用DIoU函数作为损失函数,利用t时刻超平面法向量w_(t)与t-1时刻超平面法向量w_(t-1)差值的L_(2)范数作为平滑约束。其次基于对偶坐标下降原理设计了该模型的求解算法。最后利用提出的基于DIoU损失与平滑约束的结构化SVM实现了一种多尺度目标跟踪方法。对所提出的目标跟踪方法在OTB100和VOT-ST2021数据集上进行了实验验证,实验结果表明:所提出的Scale-DCSSVM在OTB数据集上的跟踪成功率比DeepSRDCF高1.1个百分点,在VOT-ST2021上的EAO比***高1.2个百分点。所提方法具有较优的性能。

关键词：目标跟踪结构化SVM DIoU损失平滑约束

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基于YOLO的航管一次雷达目标检测方法

系统工程与电子技术 2024年第1期46卷 143-151页

作者：施端阳林强胡冰杜小帅空军预警学院防空预警装备系湖北武汉430019 中国人民解放军95174部队湖北武汉430040 中国人民解放军94005部队甘肃酒泉735000

针对传统恒虚警率(constant false alarm rate,CFAR)检测方法检测率低的问题,提出一种基于YOLO(you only look once)的深度学习雷达目标检测方法。首先,利用同相正交(in-phase/quadrature,I/Q)数据匹配滤波后形成的雷达原始图像自建雷... 详细信息

针对传统恒虚警率(constant false alarm rate,CFAR)检测方法检测率低的问题,提出一种基于YOLO(you only look once)的深度学习雷达目标检测方法。首先,利用同相正交(in-phase/quadrature,I/Q)数据匹配滤波后形成的雷达原始图像自建雷达目标图像数据集。然后,改进YOLO检测模型的网络结构、特征融合策略和损失函数以提高模型的精度,并引入迁移学习思想,利用预训练的深度学习网络提取图像特征,降低了检测模型对训练样本量的要求。最后,在自建数据集上对YOLO目标检测方法进行了实验验证。航管一次雷达实测数据的实验证明:与传统CFAR检测方法和两阶段的快速区域卷积神经网络(region convolutional neural networks,R-CNN)检测方法相比,所提方法的目标检测率大幅提高,虚警率明显降低,且实现了实时检测。

关键词：航管一次雷达深度学习目标检测 YOLO

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基于综合优化函数的中制导段弹道规划

战术导弹技术 2024年第3期 108-113,122页

作者：郭佳晖蒋滨安殷庆虎张航中国人民解放军陆军炮兵防空兵学院合肥230031 中国人民解放军91991部队舟山316000

为合理规划制导炮弹中制导段的滑翔弹道,构建了综合优化函数,并将其作为弹道规划的性能指标。相比于传统性能指标,所提函数综合考虑了炮弹在滑翔飞行时的能量损失与机动效率,解决了传统性能指标过于片面等问题。为验证其有效性与优越性... 详细信息

为合理规划制导炮弹中制导段的滑翔弹道,构建了综合优化函数,并将其作为弹道规划的性能指标。相比于传统性能指标,所提函数综合考虑了炮弹在滑翔飞行时的能量损失与机动效率,解决了传统性能指标过于片面等问题。为验证其有效性与优越性,着重分析了其取值对滑翔弹道的影响,并利用hp-自适应拉道伪谱法对弹道规划问题进行求解。结果表明,以综合优化函数作为性能指标,可以大大提高制导炮弹的末端速度以及机动能力,有利于提高炮弹的命中精度与毁伤效能。此外,综合优化函数也可与传统性能指标相结合,构建复合型优化指标,进一步扩大其应用范围。

关键词：制导炮弹中制导弹道规划能量损失率机动效率综合优化函数拉道伪谱法

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一种基于对比学习大模型的视觉定位方法

电子学报 2024年

作者：陆庆阳袁广林朱虹秦晓燕薛模根中国人民解放军陆军炮兵防空兵学院研究生大队中国人民解放军陆军炮兵防空兵学院信息工程系偏振光成像探测技术安徽省重点实验室

一阶段视觉定位方法由于其快速性而受到广泛关注，该方法利用图像与文本的融合特征预测目标框，但是现有方法在特征融合前没有进行图像与文本特征的对齐，限制了视觉定位的精度.为了解决这一问题，本文提出一种基于对比学习大模型的视... 详细信息

一阶段视觉定位方法由于其快速性而受到广泛关注，该方法利用图像与文本的融合特征预测目标框，但是现有方法在特征融合前没有进行图像与文本特征的对齐，限制了视觉定位的精度.为了解决这一问题，本文提出一种基于对比学习大模型的视觉定位方法 .该方法采用基于对比学习的大规模预训练模型CLIP(Contrastive Language-Image Pre-training)提取图像和文本特征，利用Transformer编码器融合图像文本特征，使用多层感知机和融合特征预测目标框.该方法能够解决视觉定位方法上述不足的原因在于：借助CLIP模型的编码器可以提取高度语义对齐的图像和文本特征，同时使用全局注意力交互融合图像与文本的上下文特征.在5个数据集上，对本文提出的方法进行实验验证，实验结果表明：相比于现有视觉定位方法，本文方法取得了综合精度的提升.

关键词：视觉定位对比学习变换器注意力大模型对齐

基于责任区划分的雷达网探测高超声速目标资源管理

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航空学报 2024年第8期45卷 218-228页

作者：郑建成曲智国谭贤四李志淮朱刚李陆军刘伟空军预警学院防空预警装备系武汉430019 中国人民解放军95246部队南宁530007 空军预警学院雷达士官学校武汉430300

针对高超声速目标机动能力强导致对其实时跟踪分配计算量大的问题,提出了一种基于雷达网责任区划分的资源管理方法。通过将雷达网发射的能量和延迟跟踪代价之和最小化作为优化目标,建立雷达网资源管理模型,根据模型求解结果提出最小化... 详细信息

针对高超声速目标机动能力强导致对其实时跟踪分配计算量大的问题,提出了一种基于雷达网责任区划分的资源管理方法。通过将雷达网发射的能量和延迟跟踪代价之和最小化作为优化目标,建立雷达网资源管理模型,根据模型求解结果提出最小化网内雷达最大资源需求的责任区划分方法,推导考虑目标分布密度的责任区最优划分公式,将雷达网探测高超声速目标的资源分配问题简化为确定目标落入哪个区域的问题,实现对该类目标的预先跟踪分配。仿真结果表明,对跟踪性能影响不大的情况下,所提方法可对防御区域内最大约40%的目标跟踪任务进行预先分配,显著降低了实时目标分配算法的计算量,雷达资源使用的鲁棒性较好。

关键词：雷达网高超声速目标跟踪分配责任区划分目标密度

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基于深度残差收缩网络的雷达空中目标识别

系统工程与电子技术 2024年第9期46卷 3012-3018页

作者：尹建国盛文蒋伟空军预警学院防空预警装备系湖北武汉430019 中国人民解放军95866部队河北保定071051

雷达空中目标高分辨距离像(high resolution range profile,HRRP)中往往包含一定的杂波噪声,利用HRRP开展空中目标识别需要重点考虑噪声的影响。针对上述问题,提出一种基于深度残差收缩网络(deep residual shrinkage network,DRSN)的雷... 详细信息

雷达空中目标高分辨距离像(high resolution range profile,HRRP)中往往包含一定的杂波噪声,利用HRRP开展空中目标识别需要重点考虑噪声的影响。针对上述问题,提出一种基于深度残差收缩网络(deep residual shrinkage network,DRSN)的雷达空中目标HRRP识别方法。该网络将深度残差网络、软阈值函数和注意力机制结合起来,采用跨层恒等连接方式,不仅可以避免网络层数过深造成梯度消失或梯度爆炸,从而导致网络学习能力下降的问题,还可以有效过滤掉识别过程中噪声特征的影响,使模型专注于目标区域的深度特征识别,提升强噪声背景下模型的识别能力。实验结果表明,相对于其他常用的深度学习模型,所提方法在各个信噪比条件下,识别效果均有一定的优势,该模型对噪声具有较强的鲁棒性。

关键词：空中目标识别高分辨距离像深度残差收缩网络噪声鲁棒性

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基于排队论的电火一体多层防空拦截能力研究

现代防御技术 2024年第3期52卷 20-25页

作者：郭强王敬华魏伟王涛陆军炮兵防空兵学院郑州校区河南郑州450052 中国人民解放军32140部队河北石家庄050068

针对电子与火力一体化防空拦截能力评估问题,将地对空雷达干扰系统、中程防空导弹、近程防空导弹、高炮武器看作四层防线构成的电子与火力一体化防空体系,基于有限等待时间的随机服务系统和拒绝制随机服务系统,建立电子与火力一体化多... 详细信息

针对电子与火力一体化防空拦截能力评估问题,将地对空雷达干扰系统、中程防空导弹、近程防空导弹、高炮武器看作四层防线构成的电子与火力一体化防空体系,基于有限等待时间的随机服务系统和拒绝制随机服务系统,建立电子与火力一体化多层多通道防空拦截能力评估模型。实例分析表明,该方法可以为科学评估电子与火力一体化防空拦截能力、优选防空兵部署方案提供参考依据。

关键词：排队论多层防空电火一体拦截能力评估防空导弹电子干扰

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复杂多方向威胁下的导弹预警雷达优化部署方法

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北京航空航天大学学报 2024年第4期50卷 1392-1404页

作者：刘伟刘昌云郭相科樊良优何晟兰昊空军工程大学研究生院西安710000 中国人民解放军63768部队西安710000 空军工程大学防空反导学院西安710000

针对现有导弹预警雷达部署相对独立、协同困难,难以满足大规模对抗场景的现状,从远程预警雷达、跟踪识别雷达、机动式预警雷达不同的任务特点出发,建立应对复杂多方向威胁的多型导弹预警雷达优化部署模型,在满足最优覆盖、协同交接、目... 详细信息

针对现有导弹预警雷达部署相对独立、协同困难,难以满足大规模对抗场景的现状,从远程预警雷达、跟踪识别雷达、机动式预警雷达不同的任务特点出发,建立应对复杂多方向威胁的多型导弹预警雷达优化部署模型,在满足最优覆盖、协同交接、目标识别等任务约束下,解决雷达协同部署问题。针对所提模型设计了一种基于云自适应的分区优化离散粒子群(CPBPSO)算法,通过设计分区编码策略缩减算法求解空间、加入云自适应变异算子提高算法全局寻优和局部跳出能力,使算法更适用于导弹预警雷达部署问题的处理。实例验证了所提模型在求解单方向、多方向威胁场景部署问题的可行性,对比分析了CPBPSO算法的有效性,基本满足导弹预警雷达最优化协同部署的需求。

关键词：导弹预警雷达协同预警优化部署模型云自适应变异粒子群算法

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雷达探测高超声速目标分区搜索资源优化

华中科技大学学报(自然科学版) 2024年第9期52卷 29-37页

作者：郑建成李志淮曲智国喻晨龙空军预警学院防空预警装备系中国人民解放军95246部队空军预警学院雷达士官学校

针对高超声速目标来袭方式多样而不易捕获的问题，设计了一种远程、中远程、近程区域同时搜索的相控阵雷达分区搜索资源优化方法．首先分析此类目标复杂的目标特性对雷达搜索任务的影响，指出雷达现有搜索工作模式的不足并构设分区搜索... 详细信息

针对高超声速目标来袭方式多样而不易捕获的问题，设计了一种远程、中远程、近程区域同时搜索的相控阵雷达分区搜索资源优化方法．首先分析此类目标复杂的目标特性对雷达搜索任务的影响，指出雷达现有搜索工作模式的不足并构设分区搜索场景；然后以累积探测距离作为雷达搜索任务质量的度量指标并映射至效益函数，建立分区搜索资源优化的数学模型；最后对设计方法的有效性进行仿真验证．结果表明：当给定分区同时搜索的任务优先级时，中远程、近程搜索区域均可达最大搜索任务质量；而远程搜索区域当任务效益值仅为0.55时，其搜索任务质量仍可达效益最大时搜索任务质量的86%．当雷达搜索资源使用受限时，设计的灵活搜索方法可有效应对具备多种来袭样式的高超声速目标威胁．

关键词：相控阵雷达高超声速目标任务质量分区搜索资源优化