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基于多源图像融合的无人机航拍舰船目标识别方法

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北京航空航天大学学报 2024年

作者：姜杰闫文君刘凯张立民海军航空大学航空作战勤务学院

针对无人机航拍采集到的多源舰船图像，提出了一种多源舰船图像融合识别方法，面对现实场景中存在诸多干扰，采用像素级融合方式，通过对红外、可见光舰船图像进行融合，再进行目标识别，相比于特征级识别方法，既可以降低网络对样本的... 详细信息

针对无人机航拍采集到的多源舰船图像，提出了一种多源舰船图像融合识别方法，面对现实场景中存在诸多干扰，采用像素级融合方式，通过对红外、可见光舰船图像进行融合，再进行目标识别，相比于特征级识别方法，既可以降低网络对样本的依赖，又可以增强算法的可解释性。本文方法聚焦于解决因传感器参数不同存在的像素偏移情况，为避免传统图像配准容易产生的畸变、伪影等问题，将图像配准转化为端到端下的特征对齐，提出了一种多源舰船图像融合识别网络，网络共由交叉调制特征提取模块、特征动态对齐模块、多粒度特征细化模块和金字塔特征融合模块组成，可以充分融合不同模态图像的特征和纹理细节，有效提升对舰船目标的识别性能。经实验验证，本文方法对多源图像的融合效果好、可解释性强，对舰船目标的识别准确度高、鲁棒性强。

关键词：无人机多源舰船图像融合识别像素级融合像素偏移

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基于任务对齐学习的红外船舶目标检测方法

系统工程与电子技术 2024年

作者：姜杰张立民刘凯闫文君王萌海军航空大学航空作战勤务学院

针对红外船舶检测过程中，在不同场景下对多尺度、小目标、有遮挡等问题检测效果不佳、实时性难以满足任务需要的情况，提出了一种基于任务对齐学习的红外船舶目标检测方法。首先，为提升检测速度采用无锚框（anchor-free）设计降低计... 详细信息

针对红外船舶检测过程中，在不同场景下对多尺度、小目标、有遮挡等问题检测效果不佳、实时性难以满足任务需要的情况，提出了一种基于任务对齐学习的红外船舶目标检测方法。首先，为提升检测速度采用无锚框（anchor-free）设计降低计算量；然后，为提升检测精度采用任务对齐学习（task alignment learning，TAL）进行标签分配和对齐；最后，根据特定场景有针对性的设计检测头以提升网络检测性能。通过实验对比验证，结果表明所提方法有效提升了对不同场景下船舶目标的检测性能，在检测精度及实时性上优于其他同类方法。

关键词：红外船舶目标检测无锚框任务对齐学习

基于AHP权重优化的数据链跳频网络信道负载统计算法

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系统工程与电子技术 2024年

作者：赵志勇毛忠阳潘耀宗徐建武海军航空大学航空作战勤务学院

本文针对现有跳频网络信道负载统计方法存在的不足，通过分析节点设备统计性能影响因素，采用多类型数据无量纲归一化处理，基于AHP法实现权重综合优化，在此基础上，提出了多节点信道负载统计改进算法，使信道负载统计值能够准确反应... 详细信息

本文针对现有跳频网络信道负载统计方法存在的不足，通过分析节点设备统计性能影响因素，采用多类型数据无量纲归一化处理，基于AHP法实现权重综合优化，在此基础上，提出了多节点信道负载统计改进算法，使信道负载统计值能够准确反应信道真实状态，降低了数据发送的碰撞概率，提高了网络吞吐量。

关键词：信道负载 AHP 跳频数据链

基于TransUNet的机动微弱目标智能检测前跟踪算法

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航空学报 2024年第12期45卷 254-268页

作者：武星蕊彭锐晖孙殿星谭顺成张一泓韦文斌哈尔滨工程大学青岛创新发展中心青岛266000 哈尔滨工程大学信息与通信工程学院哈尔滨150001 海军航空大学信息融合研究所烟台264001

隐身技术的发展和运用给雷达目标探测带来了极大的挑战,检测前跟踪技术作为微弱目标探测的重要技术方向之一,常被用于雷达探测中,但传统的检测前跟踪算法计算量大、受目标运动模型限制,难以有效检测各种不同运动状态的机动目标。针对该... 详细信息

隐身技术的发展和运用给雷达目标探测带来了极大的挑战,检测前跟踪技术作为微弱目标探测的重要技术方向之一,常被用于雷达探测中,但传统的检测前跟踪算法计算量大、受目标运动模型限制,难以有效检测各种不同运动状态的机动目标。针对该问题,提出基于TransUNet的微弱目标智能检测前跟踪算法,算法不受任何运动模型限制,可以有效识别各种运动状态的机动目标。首先,利用目标运动轨迹的空-时相关性特征,基于TransUNet模型设计了一种适用于不同运动状态的机动微弱目标粗检测算法,实现微弱机动目标的初步检测;然后,利用初步检测结果对目标量测进行区域搜索,实现微弱机动目标点迹的回溯;最后,针对低信噪比情况下初步回溯点迹的漏检问题,利用部分成功检测点迹的辅助信息,结合最佳抛物线值函数实现目标点迹的精细检测和航迹的完整回溯。仿真试验验证了本方法能够对多种运动状态的微弱机动目标实现有效检测。

关键词：检测前跟踪微弱目标 TransUNet网络空-时相关性特征目标检测最佳抛物线值函数

基于TET与DSRNet-AttBiLSTM的滚动轴承剩余使用寿命预测

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振动与冲击 2024年第19期43卷 163-173页

作者：周玉国张金超孙伊萍于春风周立俭青岛理工大学信息与控制工程学院山东青岛266520 海军航空大学青岛校区航空仪电控工程与指挥系山东青岛266041

为了在滚动轴承剩余使用寿命(remaining useful life,RUL)预测中,能够准确地提取轴承的退化特征并进行有效的RUL预测。提出一种基于暂态提取变换(transient extracting transform,TET)与DSRNet-AttBiLSTM的滚动轴承RUL预测方法。首先,... 详细信息

为了在滚动轴承剩余使用寿命(remaining useful life,RUL)预测中,能够准确地提取轴承的退化特征并进行有效的RUL预测。提出一种基于暂态提取变换(transient extracting transform,TET)与DSRNet-AttBiLSTM的滚动轴承RUL预测方法。首先,对原始振动信号分段重组后进行TET得到时频图,使用双线性插值对时频图进行降维,将降维后的时频图进行通道拼接得到轴承的时频图像化特征。其次,为了准确且有效地提取滚动轴承的退化特征,构建了包含深度可分离卷积和空间通道注意力的SConv和DConv基础模块,以此为基础建立了DSRNet来提取空间与通道两个维度下的轴承退化特征。再次,为了使双向长短时间记忆(bidirectional long short-term memory,BiLSTM)网络在学习时更加关注具有更重要信息的输入特征,在特征输入端构建了注意力层,并与BiLSTM相结合组成AttBiLSTM预测模块进行HI的计算。最后,使用线性回归拟合来预测滚动轴承的RUL。在PHM2012数据集与XJTU-SY数据集上试验的结果表明此方法能有效预测滚动轴承的RUL。

关键词：滚动轴承剩余使用寿命(RUL) 注意力机制特征提取

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卫星导航接收机带外电磁干扰效应研究

系统工程与电子技术 2024年第8期46卷 2563-2571页

作者：张庆龙陈亚洲于凤全张毅韩芳林周玲宇海军航空大学山东烟台264000 陆军工程大学石家庄校区河北石家庄050003

针对导航接收机在带外电磁干扰下出现卫星跟踪丢失的现象,以导航接收机为研究对象,开展连续波电磁干扰注入效应试验,得到导航接收机在电磁干扰下的敏感阈值曲线。通过利用先进设计系统(advanced design system,ADS)电路仿真软件构建导... 详细信息

针对导航接收机在带外电磁干扰下出现卫星跟踪丢失的现象,以导航接收机为研究对象,开展连续波电磁干扰注入效应试验,得到导航接收机在电磁干扰下的敏感阈值曲线。通过利用先进设计系统(advanced design system,ADS)电路仿真软件构建导航接收机射频前端电路,仿真分析结果表明带外电磁干扰下产生的副通道干扰是导致卫星跟踪丢失的主要原因。同时,通过数学模型分析和试验验证的方法,得知低次谐波敏感频段的效应机理与射频前端低噪声放大器有关,这对于提升导航接收机抗带外电磁干扰的能力具有一定指导意义。

关键词：导航接收机电磁干扰跟踪丢失先进设计系统

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电磁主动吸振器控制算法匹配优化效果研究

噪声与振动控制 2024年第1期44卷 37-43,51页

作者：赵存生刘瑞琪张庆伟魏云毅海军工程大学舰船与海洋学院武汉430033 海军航空大学岸防兵学院山东烟台264001

舰船动力设备系统产生的持续低频振动会严重影响舰船的声隐身性能及舰船精密设备的工作性能。以自主设计研制的电磁主动吸振器为对象,为了匹配电磁主动吸振器的实际使用工况,在滤波-x最小均方(Filter-x Least Mean Square,FxLMS)控制算... 详细信息

舰船动力设备系统产生的持续低频振动会严重影响舰船的声隐身性能及舰船精密设备的工作性能。以自主设计研制的电磁主动吸振器为对象,为了匹配电磁主动吸振器的实际使用工况,在滤波-x最小均方(Filter-x Least Mean Square,FxLMS)控制算法中引入抑制因子,对主动控制力的输出进行限幅。首先通过数值仿真分析验证匹配优化后的控制算法对振动控制的抑制效果,然后介绍基于电磁主动吸振器工程样机搭建的主动控制实验台架系统,以单频激励工况为基础开展主动控制效果验证实验,证明电磁吸振器与匹配优化后的控制算法对低频机械振动控制的有效性。数值仿真和实验结果表明,针对自主设计研制的电磁主动吸振器而提出的匹配优化主动控制算法能够有效抑制低频机械振动响应,在时域和频域均可以取得显著的振动控制效果。

关键词：振动与波电磁主动吸振器 FxLMS算法振动主动控制主动控制实验

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响应面法纤维网格布强化混凝土配比设计

中国测试 2024年第6期50卷 148-156,190页

作者：江帆许巍张俊仇念源卢杨叶晖王明琨海军研究院北京100070 空军工程大学航空工程学院陕西西安710038 95979部队山东泰安271000

针对机轮磨耗、飞机尾喷等强外部作用对机场道面表层损坏严重的问题,提出采用纤维网格布对道面混凝土表层进行强化。为设计出最优配合比,以飞机尾喷和紫外线照射作为环境作用,采用响应面法设计耐磨耗试验和抗冻试验,对纤维网布尺寸、砂... 详细信息

针对机轮磨耗、飞机尾喷等强外部作用对机场道面表层损坏严重的问题,提出采用纤维网格布对道面混凝土表层进行强化。为设计出最优配合比,以飞机尾喷和紫外线照射作为环境作用,采用响应面法设计耐磨耗试验和抗冻试验,对纤维网布尺寸、砂率和细度模数因素对强化混凝土耐磨耗和抗冻性能的影响进行分析,以此对混凝土配合比进行优化设计。结果表明:二次或三次模型拟合效果较好,模型较为显著;纤维网格布尺寸对强化混凝土性能影响最大,其次是细度模数,最后是砂率,尺寸和砂率、细度模数交互作用影响明显。当纤维网布尺寸为3 mm×3 mm,砂细度模数为2.8,砂率为0.28~0.31时,强化混凝土的性能最佳。

关键词：机场道面表层强化纤维网格布响应面法配合比设计

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面向海上目标打击的无人编组弹性运动规划

航空学报 2024年第12期45卷 224-238页

作者：李博宸牛双诚丁璐王成罡宋磊晋玉强上海交通大学电子信息与电气工程学院上海200240 海军航空大学航空作战勤务学院烟台264001 广西大学电气工程学院南宁530004 上海交通大学海洋智能装备与系统教育部重点实验室上海200240

针对空海无人编组对海上目标的高效能打击任务需求,提出了一种能够应对敌方攻击的弹性运动规划方法。结合作战单元欠驱动运动学模型,根据敌我相对运动状态设计了控制障碍函数,并在考虑敌方最大程度破坏安全边界的前提下构建了安全集前... 详细信息

针对空海无人编组对海上目标的高效能打击任务需求,提出了一种能够应对敌方攻击的弹性运动规划方法。结合作战单元欠驱动运动学模型,根据敌我相对运动状态设计了控制障碍函数,并在考虑敌方最大程度破坏安全边界的前提下构建了安全集前向不变性约束,从而通过配置作战单元的线速度和角速度生成威胁规避动作。为解决己方无人机遭遇多架敌机拦截时由多约束冲突导致的算法可行性问题,在约束中引入与敌机威胁大小相关的松弛变量系数并设计(UAV)了备用控制器。在此基础上,提出无人艇对空火力支援算法,以协助己方无人机突防。仿真结果表明,该方法能够使己方编组在敌方无人机速度占优且采用最优追击策略的情况下,获得较高的水面目标打击成功率。

关键词：对海突击运动规划控制障碍函数威胁规避空海协同