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深度强化学习及其在军事领域中的应用综述

系统工程与电子技术 2024年第4期46卷 1297-1308页

作者：张梦钰豆亚杰陈子夷姜江杨克巍葛冰峰国防科技大学系统工程学院湖南长沙410003

随着大数据、云计算、物联网等一系列新兴技术的大量涌现,人工智能技术不断取得突破性进展。深度强化学习(deep reinforcement learning,DRL)技术作为人工智能的最新成果之一,正被逐渐引入军事领域中,促使军事领域走向信息化和智能化。... 详细信息

随着大数据、云计算、物联网等一系列新兴技术的大量涌现,人工智能技术不断取得突破性进展。深度强化学习(deep reinforcement learning,DRL)技术作为人工智能的最新成果之一,正被逐渐引入军事领域中,促使军事领域走向信息化和智能化。在未来战争作战模式及军队发展建设中,网络化、信息化、智能化和无人化形成重要特征,已经成为不可逆转的趋势。因此,在回顾了DRL基本原理和主要算法的基础上,对当前DRL在武器装备、网络安全、无人机(unmanned aerial vehicle,UAV)编队、智能决策与博弈等方面的应用现状进行了系统的梳理与总结。最后,针对实际推进DRL技术在军事领域应用落地所面临的一系列问题和挑战,提供了未来进一步研究的思路。

关键词：深度强化学习军事应用智能决策发展趋势

基于子阵级处理的宽带非规则子阵相控阵鲁棒性干扰抑制

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系统工程与电子技术 2024年第2期46卷 367-380页

作者：陈吉源徐振海肖顺平国防科技大学电子科学学院电子信息系统复杂电磁环境效应国家重点实验室湖南长沙410073

针对宽带非规则子阵相控阵在复杂干扰环境下性能变差的情况,提出一种基于子阵级处理的鲁棒性干扰抑制方法。首先,建立存在误差情况下的宽带阵列子阵级回波模型;通过子阵级数字Stretch处理将宽带线性调频回波信号变为窄带信号,降低处理... 详细信息

针对宽带非规则子阵相控阵在复杂干扰环境下性能变差的情况,提出一种基于子阵级处理的鲁棒性干扰抑制方法。首先,建立存在误差情况下的宽带阵列子阵级回波模型;通过子阵级数字Stretch处理将宽带线性调频回波信号变为窄带信号,降低处理的有效带宽;然后,进一步改进基于谱分离的干扰加噪声协方差矩阵重构方法,利用测量的先验信息划分子区间,减小重构区域,降低运算量;最后,利用获得的最优权值加权各通道数据获得阵列输出。所提方法有效利用非规则子阵优势,避免了规则子阵阵面方向图中存在栅瓣的情况,能够在存在多种组合干扰和误差的情况下抑制干扰,具有较强的鲁棒性。

关键词：宽带子阵级处理鲁棒性干扰抑制

结合空时上下文信息的视频SAR图像相干斑滤波

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系统工程与电子技术 2024年第2期46卷 446-458页

作者：刘燊文崔兴超陈思伟国防科技大学电子科学学院电子信息系统复杂电磁环境效应国家重点实验室湖南长沙410073

作为合成孔径雷达(synthetic aperture radar,SAR)的一种新体制,视频SAR能够对场景连续成像,在目标检测、跟踪等应用情景有独特优势。然而,相干斑的存在影响了视频SAR图像质量及后续目标检测应用。针对这一问题,提出了一种结合空时上下... 详细信息

作为合成孔径雷达(synthetic aperture radar,SAR)的一种新体制,视频SAR能够对场景连续成像,在目标检测、跟踪等应用情景有独特优势。然而,相干斑的存在影响了视频SAR图像质量及后续目标检测应用。针对这一问题,提出了一种结合空时上下文信息的视频SAR图像相干斑滤波方法。该方法主要由3步构成:首先构建能表征视频SAR图像距离-方位-时间三维动态散射信息的空时上下文协方差矩阵;其次根据协方差矩阵的相似检验选取一定邻域内目标像素的相似样本;最后根据相似样本进行平均实现相干斑滤波。基于两组实测视频SAR数据开展相干斑滤波对比实验,实验结果表明所提方法能在有效抑制相干斑的同时较好地保留目标细节信息,验证了所提方法的有效性和优势。

关键词：视频合成孔径雷达相干斑滤波空时上下文信息空时上下文协方差矩阵

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PCM信号间歇收发互补设计与回波重构方法

系统工程与电子技术 2024年第3期46卷 779-785页

作者：苏梦静刘晓斌吴其华艾小锋赵锋肖顺平国防科技大学电子科学学院电子信息系统复杂电磁环境效应国家重点实验室湖南长沙410073

间歇收发用于辐射式仿真中可以有效解决收发信号互耦的问题,但间歇收发会带来信号损失,导致相位编码信号距离像出现高旁瓣。为了解决这一问题,提出间歇收发互补序列设计方法,给出了收发序列参数设计方法,并对相位编码间歇收发回波进行... 详细信息

间歇收发用于辐射式仿真中可以有效解决收发信号互耦的问题,但间歇收发会带来信号损失,导致相位编码信号距离像出现高旁瓣。为了解决这一问题,提出间歇收发互补序列设计方法,给出了收发序列参数设计方法,并对相位编码间歇收发回波进行重组拼接,消除间歇收发导致的回波缺失,获得了精确的目标距离像。仿真结果表明,收发互补设计及回波重组拼接能够准确重构回波,并且重构后互相关系数接近1,验证了所提方法的可行性与正确性。

关键词：辐射式仿真间歇收发回波重构互补序列

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粒度模糊规则建模方法研究综述

智能系统学报 2024年第1期19卷 22-35页

作者：胡星辰李妍陈紫健李文涛申映华刘忠国防科技大学系统工程学院湖南长沙410073 西南大学人工智能学院重庆400715 重庆大学经济与工商管理学院重庆400030

本文旨在梳理粒度模糊规则模型中的主要研究及构建方法,并且进行系统分析与总结。粒计算是一种能模拟人类思维方式和求解复杂问题的新兴理论体系,以此为基础的粒度模型为复杂非线性系统的描述和问题求解探索了新的方向。粒度模糊规则模... 详细信息

本文旨在梳理粒度模糊规则模型中的主要研究及构建方法,并且进行系统分析与总结。粒计算是一种能模拟人类思维方式和求解复杂问题的新兴理论体系,以此为基础的粒度模型为复杂非线性系统的描述和问题求解探索了新的方向。粒度模糊规则模型将信息粒融入现有的模糊规则建模方法中,进行粒度级别的系统建模,以实现更高层次的数据分析与推理。本文简要介绍模糊聚类和模糊规则模型的基础知识;归纳了信息粒的构建方法,并讨论了相应的评估方法;总结了典型的粒度模糊规则模型的设计架构和优化方法。

关键词：粒计算信息粒模糊规则模糊C均值聚类粒化和解粒化粒度原型模糊集

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片上集成光学神经网络综述(特邀)

中国激光 2024年第1期51卷 403-418页

作者：符庭钊孙润黄禹尧张检发杨四刚朱志宏陈宏伟国防科技大学前沿交叉学科学院湖南长沙410073 清华大学电子工程系北京100084 北京信息科学与技术国家研究中心北京100084 国防科技大学新型纳米光电信息材料与器件湖南省重点实验室湖南长沙410073 国防科技大学南湖之光实验室湖南长沙410073

光学神经网络是区别于冯·诺依曼计算架构的一种高性能新型计算范式,具有低延时、低功耗、大带宽以及并行信号处理等优势。片上集成是光学神经网络微型化发展的一种典型方式,近年来片上集成光学神经网络获得了学术界及工业界的广泛关注... 详细信息

光学神经网络是区别于冯·诺依曼计算架构的一种高性能新型计算范式,具有低延时、低功耗、大带宽以及并行信号处理等优势。片上集成是光学神经网络微型化发展的一种典型方式,近年来片上集成光学神经网络获得了学术界及工业界的广泛关注。对基于不同计算单元结构的片上集成光学神经网络的相关研究工作进行了梳理,并分析了其设计原理、实现方法及系统架构特征。同时结合国内外最新研究进展,进一步分析了片上集成光学神经网络在计算单元大规模拓展、可重构、非线性运算和实用化等方面面临的挑战及其未来发展趋势。

关键词：集成光学光计算光学神经网络芯片人工智能

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多智能体博弈学习研究进展

系统工程与电子技术 2024年第5期46卷 1628-1655页

作者：罗俊仁张万鹏苏炯铭袁唯淋陈璟国防科技大学智能科学学院湖南长沙410073

随着深度学习和强化学习而来的人工智能新浪潮,为智能体从感知输入到行动决策输出提供了“端到端”解决方案。多智能体学习是研究智能博弈对抗的前沿课题,面临着对抗性环境、非平稳对手、不完全信息和不确定行动等诸多难题与挑战。本文... 详细信息

随着深度学习和强化学习而来的人工智能新浪潮,为智能体从感知输入到行动决策输出提供了“端到端”解决方案。多智能体学习是研究智能博弈对抗的前沿课题,面临着对抗性环境、非平稳对手、不完全信息和不确定行动等诸多难题与挑战。本文从博弈论视角入手,首先给出了多智能体学习系统组成,进行了多智能体学习概述,简要介绍了各类多智能体学习研究方法。其次,围绕多智能体博弈学习框架,介绍了多智能体博弈基础模型及元博弈模型,均衡解概念和博弈动力学,学习目标多样、环境(对手)非平稳、均衡难解且易变等挑战。再次,全面梳理了多智能体博弈策略学习方法,离线博弈策略学习方法,在线博弈策略学习方法。最后,从智能体认知行为建模与协同、通用博弈策略学习方法和分布式博弈策略学习框架共3个方面探讨了多智能体学习的前沿研究方向。

关键词：博弈学习多智能体学习元博弈在线无悔学习

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层析SAR三维成像方法与森林参数反演研究进展

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遥感学报 2024年第3期28卷 576-590页

作者：万杰汪长城朱建军付海强中南大学地球科学与信息物理学院长沙410083

森林是陆地上最大的生态系统,在全球碳氧循环中发挥着举足轻重的作用。森林植被集中了85%以上的陆地植被生物量,森林的生物物理参数,如森林高度、林下地形、生物量等,对森林资源管理、森林碳汇能力及碳储量的评估、生物多样性保护等具... 详细信息

森林是陆地上最大的生态系统,在全球碳氧循环中发挥着举足轻重的作用。森林植被集中了85%以上的陆地植被生物量,森林的生物物理参数,如森林高度、林下地形、生物量等,对森林资源管理、森林碳汇能力及碳储量的评估、生物多样性保护等具有重要意义。合成孔径雷达层析技术TomoSAR (Synthetic Aperture Radar Tomography)具备对观测目标的三维成像能力,可以获得森林的内部结构信息,在森林植被参数反演中发挥着重要的作用。本文从层析SAR的三维成像原理出发,系统阐述目前层析SAR技术进行多维感知的主流算法:首先,根据SAR数据获取模式的不同,将层析SAR的三维成像方法归纳为单极化层析SAR算法和全极化层析SAR算法两类,对比分析植被参数反演中两种不同层析SAR成像算法在垂直分辨率、辐射分辨率、鲁棒性、计算复杂度等方面的表现;然后,基于层析SAR的三维成像能力,阐述层析SAR技术在森林垂直结构重构、森林高度反演、林下地形测绘、生物量估计等应用中的研究进展;最后对层析SAR技术在森林植被区前沿应用进行展望,提出面临的关键挑战。

关键词：遥感层析SAR 三维成像林下地形森林高度森林垂直结构森林生物量

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基于波束补偿的成像增强算法研究

系统工程与电子技术 2024年第4期46卷 1229-1235页

作者：宋少秋邢世其汪俊澎李永祯庞礴国防科技大学电子科技学院电子信息系统复杂电磁环境效应国家重点实验室湖南长沙410073

近场高分辨率成像的需求日益增加,传统的后向投影成像算法忽略了周围复杂电磁环境给成像带来的不良影响,在对回波进行相干积累的过程中不可避免地将周围杂波映射到目标图像网格上,导致图像质量较差。针对这一问题,提出一种基于天线方向... 详细信息

近场高分辨率成像的需求日益增加,传统的后向投影成像算法忽略了周围复杂电磁环境给成像带来的不良影响,在对回波进行相干积累的过程中不可避免地将周围杂波映射到目标图像网格上,导致图像质量较差。针对这一问题,提出一种基于天线方向图波束补偿的后向投影成像增强技术。该技术通过提前生成自适应能量衰减系数矩阵,对目标回波幅度进行衰减补偿,能有效抑制复杂电磁环境下强散射点给成像过程带来的不良影响。实测及实验结果表明,所提方法不仅在抑制杂波的前提下增强了图像质量,也能降低成像过程中相干积累的次数,提高了成像效率。

关键词：高分辨率成像后向投影算法波束补偿