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基于颜色空间融合与上下文显著性的红外偏振图像目标增强

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光学学报 2019年第10期39卷 15-24页

作者：宫剑吕俊伟刘亮海军航空大学航空作战勤务学院

针对低对比度、岸岛背景、前景遮挡等复杂背景下前视红外图像在检测识别海面弱小目标困难的问题,提出一种基于红外偏振图像的海面弱小目标增强方法。开发了一种符合人视觉系统感知色彩的改进色调-饱和度-强度(HSI)颜色空间融合算法,融... 详细信息

针对低对比度、岸岛背景、前景遮挡等复杂背景下前视红外图像在检测识别海面弱小目标困难的问题,提出一种基于红外偏振图像的海面弱小目标增强方法。开发了一种符合人视觉系统感知色彩的改进色调-饱和度-强度(HSI)颜色空间融合算法,融合海面图像中的红外偏振度信息与红外强度信息;设计一种基于红外偏振图像的海面区域分割方法,分割海面区域,并将其作为候选目标增强区域;利用上下文显著性算法计算海面HSI颜色空间融合图像的显著性,根据显著图修正海面HSI颜色空间融合图像,得到目标增强图像。采用目标与背景对比度和局部信噪比评价融合图像增强效果。结果表明,与现有方法相比,所提方法在不同场景下能增强目标并抑制背景干扰,评价指标高于现有方法,能够为海面舰船目标检测与识别提供支持。

关键词：大气光学红外偏振目标增强色调-饱和度-强度颜色空间融合海面区域分割上下文显著性

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旋转四元数表达约定判别方法及应用探讨

北京理工大学学报 2023年第6期43卷 657-664页

作者：鹿珂珂刘陵顺唐大全海军航空大学航空作战勤务学院山东烟台264001

在航空航天和机器人领域,使用四元数表达刚体旋转时,存在Hamilton和喷气推进实验室(jet propulsion laboratory,JPL)两种表达约定,直接导致基于四元数的推导出现混乱和不严谨,并在工程实践中引入错误.通过分析两种表达约定的由来,对比... 详细信息

在航空航天和机器人领域,使用四元数表达刚体旋转时,存在Hamilton和喷气推进实验室(jet propulsion laboratory,JPL)两种表达约定,直接导致基于四元数的推导出现混乱和不严谨,并在工程实践中引入错误.通过分析两种表达约定的由来,对比两种表达的内在异同,尤其是处理连续旋转时与姿态矩阵的同形性,提出了两种四元数约定的判别和转换使用方法,并通过实验进行了验证分析.基于两种四元数的历史、实际应用范围、运算效率以及相似性,建议在使用四元数时明确所采用约定,并逐渐舍弃四元数的JPL约定.

关键词：四元数坐标系三维刚体旋转矩阵同形性

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基于分段求解含错方程的扰码初态估计

北京航空航天大学学报 2023年第11期49卷 3039-3046页

作者：谭继远张立民钟兆根海军航空大学航空作战勤务学院烟台264001 海军潜艇学院青岛266199 海军航空大学航空基础学院烟台264001

针对低信噪比下扰码初态正确估计率低的问题,提出一种基于求解含错方程的扰码初态估计算法。根据初态递推关系,利用接收的软判决序列建立含错方程,将初态估计问题转化为含错方程组的求解;采用平均校验符合度来衡量含错方程组成立的可能... 详细信息

针对低信噪比下扰码初态正确估计率低的问题,提出一种基于求解含错方程的扰码初态估计算法。根据初态递推关系,利用接收的软判决序列建立含错方程,将初态估计问题转化为含错方程组的求解;采用平均校验符合度来衡量含错方程组成立的可能性大小,通过遍历初态集合完成初态估计;通过分段寻优求解的方法来确定校验方程,该方法极大降低了高阶数下需要遍历的初态数。实验结果表明:所提算法在信噪比为0 dB的情况下,扰码初态正确估计率能达90%以上,相比于传统的卷积码快速相关攻击算法约有1~2 dB的性能提升。

关键词：同步扰码初态估计含错方程组软判决校验符合度

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基于梯度信息控制曝光的视觉惯性里程计

系统工程与电子技术 2023年第5期45卷 1496-1502页

作者：鹿珂珂王超吴俊峰钱峰海军航空大学航空作战勤务学院山东烟台264001

视觉惯性里程计中,直接法以亮度不变假设为基础,这限制了在快速亮度变化场景下的性能,而曝光时间不一样,会导致同一物体的亮度值产生差异。针对该问题,提出了一种用于视觉惯性里程计的主动曝光控制算法,该算法根据图像梯度信息动态调整... 详细信息

视觉惯性里程计中,直接法以亮度不变假设为基础,这限制了在快速亮度变化场景下的性能,而曝光时间不一样,会导致同一物体的亮度值产生差异。针对该问题,提出了一种用于视觉惯性里程计的主动曝光控制算法,该算法根据图像梯度信息动态调整相机的曝光时间来最大化可用信息,提高视觉特征提取和跟踪稳定性。将该算法应用于视觉惯性里程计进行实验验证,结果表明,改进后的视觉惯性里程计定位性能得到提高。

关键词：曝光时间惯性测量单元里程计直接法

基于互相关特征图和扩张稠密卷积网络的SFBC-OFDM识别方法

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系统工程与电子技术 2021年第9期43卷 2657-2664页

作者：张聿远张立民闫文君海军航空大学航空作战勤务学院山东烟台264001

针对传统的空频分组码(space-frequency block code,SFBC)识别方法存在人工提取特征困难、低信噪比(signal tOnoise ratio,SNR)下识别准确率低和不适用于非协作通信的问题,提出一种基于互相关特征图和扩张稠密卷积网络的SFBC自动识别方... 详细信息

针对传统的空频分组码(space-frequency block code,SFBC)识别方法存在人工提取特征困难、低信噪比(signal tOnoise ratio,SNR)下识别准确率低和不适用于非协作通信的问题,提出一种基于互相关特征图和扩张稠密卷积网络的SFBC自动识别方法。首先,计算接收端频域上的互相关函数并进行维度变换,得到二维互相关特征图。然后,对得到的特征图进行预处理以扩大卷积核感受的有效区域,去除图像冗余信息。最后,构建扩张稠密卷积网络以自动提取预处理图像特征,实现SFBC分类识别。仿真结果表明,SNR为-8 dB时,该方法对SFBC信号的识别准确率达到了96.1%。相比于传统算法,该方法具有更好的抗低SNR和特征自提取能力,验证了深度学习方法在SFBC识别领域的有效性,为该领域的后续研究奠定了基础。

关键词：非协作通信空频分组码互相关特征图图像预处理深度学习扩张稠密卷积网络

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空基外辐射源定位系统的可观测性分析

系统工程与电子技术 2020年第6期42卷 1241-1247页

作者：卢雨周正海军航空大学航空作战勤务学院山东烟台264001

针对空基外辐射源定位(airborne external transmitter location,AETL)系统的可观测性问题,建立了AETL系统的二维运动学模型与量测方程,基于离散化的非线性可观测理论求解系统的可观测矩阵,并分析证明了系统不可观测的条件。基于矩阵分... 详细信息

针对空基外辐射源定位(airborne external transmitter location,AETL)系统的可观测性问题,建立了AETL系统的二维运动学模型与量测方程,基于离散化的非线性可观测理论求解系统的可观测矩阵,并分析证明了系统不可观测的条件。基于矩阵分析理论的条件数定义了系统的可观测度,并仿真分析了观测站运动参数以及目标和外辐射源的机动参数对系统可观测度的影响。结果表明,当观测站与目标和外辐射源共线或目标和外辐射源保持径向运动时系统不可观测;当系统可观测时,观测站与目标和外辐射源之间的相对速度越小,系统可观测度越大。研究结果可为观测站制定机动策略提高系统定位性能提供有效的参考依据。

关键词：外辐射源定位可观测性分析非线性系统条件数

基于LSTM-GAN的无人机飞行数据异常检测算法

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中国惯性技术学报 2022年第2期30卷 264-271页

作者：王凤芹高龙徐廷学王丽娜海军航空大学航空基础学院烟台264001 海军航空大学作战勤务学院烟台264001

飞行数据的异常检测是保障无人机飞行安全的关键。为了提升异常检测的准确率,以更好地构建无人机飞行数据正常样本的数据模式,提出了一种基于长短时记忆网络(LSTM)和生成对抗网络(GAN)的异常检测算法。设计了由生成网络、判别网络和重... 详细信息

飞行数据的异常检测是保障无人机飞行安全的关键。为了提升异常检测的准确率,以更好地构建无人机飞行数据正常样本的数据模式,提出了一种基于长短时记忆网络(LSTM)和生成对抗网络(GAN)的异常检测算法。设计了由生成网络、判别网络和重构网络组成的循环学习网络,同时为了避免网络学习产生梯度爆炸的风险,设计了一种由两个判别损失函数与一个重构损失函数相结合的目标损失函数。实验结果表明,LSTM-GAN异常检测算法均优于K-means、单类支持向量机、LSTM和Auto-Encoder算法的异常检测性能。LSTM-GAN比LSTM异常检测的准确率提高2.2%。

关键词：无人机飞行数据分析异常检测无监督学习生成对抗网络长短时记忆网络

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一种新的解决冲突问题的不确定性度量方法

控制与决策 2020年第6期35卷 1307-1315页

作者：赵静关欣衣晓刘海桥海军航空大学航空作战勤务学院山东烟台264001

自动化数据处理、检测判决、推理决策要求对多种传感器和不同信息源进行有效集成.但由于环境的扰动、传感器的局限以及人为的干预,信源信息一般具有较强的不确定性、不完备性、冲突性,集中表现为证据的冲突,有必要对冲突证据的推理与决... 详细信息

自动化数据处理、检测判决、推理决策要求对多种传感器和不同信息源进行有效集成.但由于环境的扰动、传感器的局限以及人为的干预,信源信息一般具有较强的不确定性、不完备性、冲突性,集中表现为证据的冲突,有必要对冲突证据的推理与决策进行研究.为解决证据理论不能有效融合冲突证据的问题,提出一种新的不确定性度量方法.首先,对现有的基于信息熵和区间距离的不确定性度量公式进行深入分析,总结现有方法的缺陷并进行相关证明;其次,基于定积分定义新的区间距离度量公式,并对公式的合理性进行证明;然后,基于所提出的区间距离公式给出新的不确定性度量方法,利用改进的不确定性度量方法给出冲突证据组合规则及算法流程;最后,通过算例分析验证改进算法的有效性和可行性.

关键词：冲突证据区间距离定积分不确定性度量 PCR5 证据理论

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空基无源相干定位系统的机动目标跟踪算法

系统工程与电子技术 2021年第4期43卷 875-882页

作者：卢雨王海滨海军航空大学航空作战勤务学院山东烟台264001

针对空基无源相干定位系统中外辐射源状态不确定性对机动目标跟踪精度的影响,提出了一种基于多模型预测的双变量容积卡尔曼滤波算法。首先建立了机动目标跟踪的系统模型,并确定了多模型集。然后基于多模型思想,将模型交互步骤增加到状... 详细信息

针对空基无源相干定位系统中外辐射源状态不确定性对机动目标跟踪精度的影响,提出了一种基于多模型预测的双变量容积卡尔曼滤波算法。首先建立了机动目标跟踪的系统模型,并确定了多模型集。然后基于多模型思想,将模型交互步骤增加到状态预测步骤之后,对状态预测值进行交互融合,得到最优的状态预测值。为解决固定的马尔可夫转移概率导致系统跟踪性能下降的问题,采用“感知记忆”嵌入的时变转移概率,降低不匹配模型的竞争影响;最后利用双变量容积卡尔曼滤波算法同时对目标和外辐射源进行状态估计。仿真对比实验验证了算法的有效性。

关键词：外辐射源定位机动目标跟踪多模型预测双变量容积卡尔曼滤波