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一般融合模型仅考虑差异特征单属性(类型)和融合算法间的集值映射来确定融合算法,造成无法根据差异特征多个属性的变化动态调整算法进而导致融合效果差的问题,提出双模态红外图像差异特征多属性与融合算法间的深度集值映射。通过研究差异特征多个属性(类型、幅值和频次)的特点、算法对差异特征不同属性的融合有效度分布,指出了差异特征每一属性与算法间的集值映射的实现方法;以可能性分布合成为手段,给出差异特征与融合算法的深度集值映射的实现方法;分析了算法对差异特征多个属性的融合有效度分布构造与映射的多次迭代两个关键技术问题。本研究为融合模型根据差异特征多个属性变化选择具有针对性的融合算法,进而提高两类图像的融合效果提供了理论基础。
传感器调度是指在一定的准则下,结合实际应用场景,依据观测信息对传感器平台或传感器本身的工作模式、工作时长、机动路径等进行一系列调整和控制,从而降低传感器系统使用代价,提高跟踪效能,延长系统寿命的方法,也是传感器管理的一项重要内容。基于部分可观马尔可夫决策过程,对传感器调度的基本结构进行了简要描述,同时分析了调度模型和基本流程,归纳了调度中的相关规则和约束条件,并区分决策指标、优化方式,讨论调度技术及方法,分析了各类寻优算法在调度方案求解中的应用。最后,就传感器调度研究的热点问题和发展方向提出了相关思考。
面对各地各类违法活动猖獗,违法手段先进,执法任务多变等特点,执法部门设备种类繁杂、单机单控,缺乏一体化集成化的前沿执法指挥手段,不能满足全方面、多角度实时指挥要求。为解决该类问题,应用系统工程方法设计了一套基于多传感器集成的警用集群指挥系统,应用多网融合调度技术、多传感器信息集成技术、基于深度学习的证据特征提取技术、基于地图影像系统的指挥辅助决策等关键技术,快速地获取嫌疑人完整证据信息,为执法指挥行动有效提供有力保障,该系统兼具一定创新性和推广性。
针对多机编队多雷达协同探测模式的切换选择问题,提出了一种基于神经网络的协同探测模式控制策略。通过利用模糊逻辑理论对战场态势信息进行模糊表征;然后,采用神经网络技术对态势表征因子与协同探测模式之间的映射关系进行数学建模;最后,将实时态势信息输入建立的模型,自主得到协同探测模式的选择建议。通过数值仿真表明,神经网络建模技术可以有效控制协同探测模式的选择切换,并具有较高的切换精度。
针对相关滤波器在实际应用的长时跟踪场景中,可能出现的例如光照与尺度变化、运动模糊、被遮挡等情况,导致算法失效、跟踪的目标丢失等问题,以快速判别尺度空间跟踪算法(fDSST)为基准算法,提出一种将置信度用于更新和遮挡判定并加入了重检测模块的长时目标跟踪算法,将历史峰值均值和历史APCE置信度均值作为基准,进行模板自适应更新和遮挡判定,加入一个用于重检测的在线CUR滤波器。如认定发生遮挡,启动重检测模块生成候选区域并重新确定目标位置。采用公开数据集OTB50进行算法验证,结果表明了该算法能够有效处理目标遮挡及尺度变化等情况,与作为基准的fDSST算法相比,它在衡量跟踪时的精度与成功率的各项指标上均有了明显的提升。
针对空间飞行器在自由段运动的情况,在自由段创建轨道动力学模型,并讨论多基雷达观测下,基于UKF滤波的集中式融合与分布式融合的相关性能。在集中式融合算法中,运用了基于并行和序贯的滤波方法,在分布式融合方法中,运用了Bar-Shalom-Campo融合以及联邦滤波,并对比了几种滤波算法对在轨道自由段状态估计融合的适用性。仿真结果表明,在自由段目标状态融合中,应优先选用基于UKF滤波的联邦滤波算法。
针对机动目标跟踪中,传统无迹卡尔曼滤波算法鲁棒性差、易发散等问题,以双站纯角度定位为应用背景,将平方根无迹卡尔曼滤波算法(SRUKF)和交互多模型算法(IMM)相结合。首先分析了双站测向交叉定位的原理,将几何定位的结果作为滤波初值,然后采用球形无迹变换替代传统的对称sigma点采样,并利用协方差的平方根代替协方差进行递推运算,确保协方差矩阵的非负定性,提高了算法的鲁棒性,并减少了计算量。仿真结果表明,IMM-SRUKF算法可以准确地预测出不同时刻目标的运动状态,在观测误差较大时,相比于其他算法,稳定性更高,不易发散,且有更高的滤波精度。
面向下一代军事指挥所,为提高态势感知与决策效率,从环境智能角度提出智能指挥空间概念,提出智能指挥空间具备的以任务为中心的设计、主动服务、自发交互、显示融合、精细互联5个特征以及显示资源概念,设计了一个典型的智能指挥空间架构,提出了潜在应用场景,预期可为下一代军事指挥所的构建提供思路借鉴。
为满足作战体系能力评估的要求,综合利用网络层次分析法(Analytic Network Process,ANP)和实证性方法,设计了兼顾作战评估和体系评估要求的指标体系结构,并给出了用于评估的流程。应用案例表明,设计的指标体系结构能够对作战进程进行合理有效描述,可以体现作战体系的制胜机理,满足评估使用条件。
主要研究陆军作战指挥决策仿真模型构建方法,该方法能够通过面向模糊规则集使用一个类似下棋博弈的算法将指挥的策略进行建模,同时,构建指挥员性格模型,将一个特定指挥员指挥特点对决策结果的影响反映到决策模型中,能够较好地解决陆军作战仿真系统“人不在回路”模式下的指挥决策问题。
鱼雷作为水下作战的重要武器,其控制技术一直是国内外水下武器领域研究的热点问题。采用了基于数据驱动控制的控制方法,研究了鱼雷的侧向运动控制。当雷体的流体动力学参数未知时,仅利用雷体的输入输出数据,设计直舵角的控制律。这种方法在工程上计算量少,易于实现,因此实用性较强。在设计基于数据驱动控制的鱼雷垂直舵角控制律的过程中,通过雷体的输入输出数据,估计鱼雷的未知动态模型以及离散后的误差模型,设计参数更新律来估计未知参数。再结合滑模控制技术,得到了最终的控制算法。通过李雅普诺夫方法,证明了所设计控制律的稳定性。最后的仿真实验也说明了所提算法的有效性。
基于强化学习的敌方对抗行为评估能够提高仿真推演的智能化水平,强化学习算法的训练速度成为制约其实际军事应用的关键。为了加快强化学习速度,首先将敌方对抗行为评估建模为多任务强化学习,并将环境知识和经验集成到学习算法,提出基于层次情节性元强化学习(Hierarchical Episodic Meta-Deep Reinforcement Learning,HE Meta DRL)的敌方对抗行为评估方法,协同加快强化学习速度。设计了层次情节性元强化学习智能体结构,给出了具体流程;采用可微分神经字典(Differentiable Neural Dictionary,DND)的情节记忆系统,解决参数增量的问题,并在长短时记忆神经网络里叠加设计好的情节记忆系统,恢复长短时记忆神经网络里的活动模式;最后选用OpenAI Gym平台和飞行器攻防对抗智能博弈平台对方法进行测试验证。结果表明,HE Meta DRL在倒立摆任务、情节性两步任务和敌方对抗行为评估任务上都表现出良好性能,实现了层次情节性DRL和元RL协同加速强化学习的目标。
低空镜像目标带来的(目标和镜像)多普勒频差、功率差、弹目/弹镜的角度差严重影响了半主动寻的制导武器的稳定跟踪效果。通过数字仿真得出在陆(海)环境下导弹-目标、导弹-目标镜像的回波情况,采用高抛弹道、照射器定仰角等方法来改善波瓣分裂的问题,进而改善超低空环境下镜像目标对半主动制导体制武器的作战影响。
在借鉴以往打击目标评估指标研究的基础上,结合反坦克分队任务特点,提出了4方面共15项目标评估指标体系;使用最优最差法,计算目标评估指标的权重;采用模糊优选方法,通过规范化处理得到目标评估指标值,并结合指标权重对反坦克分队打击目标价值进行综合排序。最后,基于某实例想定,对反坦克分队打击目标排序问题进行分析,验证了上述方法的有效性和可实施性,能够为反坦克分队指挥员在火力打击活动中优化目标打击排序提供决策依据。
针对作战方案优选和量化评估不理想的问题,提出了一种基于改进熵权物元模型的作战方案评估方法。通过系统论证作战方案评估指标体系和评分方法,构造基于经典物元模型的作战方案评估框架,集成初等关联函数和熵权法,建立作战方案的物元评估模型;采用反熵权和欧几里得(Euclidean)距离改进指标权值计算和距离计算,形成4种组合量化评估的检验模式,评估了方案等级,优选了作战方案,相互印证了模型方法的有效性和实用性,为指挥员科学决策提供了有力支撑。
在北极增温和冰层消融的气候背景下,北冰洋海区的潜艇活动及其破冰上浮能力成为环北极国家军事实力角逐的象征。根据北极气象水文条件构建了评估潜艇破冰上浮的自然环境风险指标体系,运用TOPSIS方法对北冰洋海域诸月份进行风险评估和实验区划。基于历史资料的评估分析表明,白令海峡和喀拉海区冬季破冰上浮风险系数较低,波弗特海和巴芬湾夏秋季上浮风险较大;基于CMIP6模式产品进行的不同温室气体排放情境下的评估结果表明,边缘海区破冰上浮风险均呈下降趋势,且北极西半球风险普遍高于东半球。研究结果旨在为北冰洋海区潜艇活动或反潜行动的海洋环境保障提供科学依据或决策参考。
针对欠驱动四旋翼飞行器在建模不确定性和未知外界干扰下的姿态控制问题,提出了一种改进型自抗扰控制方法。该方法是将通过插值拟合所得到的新型非线性函数作用于扩张状态观测器和非线性误差反馈率中,从而得到改进型自抗扰控制器。仿真验证了基于改进型自抗扰的四旋翼飞行器控制系统具有较好的快速性和较强的抗干扰性、鲁棒性。
科学合理的兵力规模结构设计,是实现军队组织形态现代化和提高战斗力的基本保证。针对设计开发辅助解决兵力规划问题软件工具与模型的需求,运用军事运筹学研究领域的基本理论和成熟方法,细化提出兵力规模结构论证的分析论证流程,进而设计论证支持系统的功能与结构,并对目标方案设计、实施方案拟制等主要功能与实现方法进行说明论述。论证支持系统能够为多方案组协同工作提供标准化的论证流程、量化计算和汇总展示服务,提高论证的科学性、规范性和工作效率。
为了评估装定高度法诸元计算精度问题,介绍了装定高度法的工作原理,运用仿真方法分析了目标高度、射击距离和装定误差对诸元计算精度的影响,并与直接瞄准法诸元计算精度进行了对比,仿真结果表明:装定高度法诸元误差随装定误差的增加而增大、随射击距离的增加而减小、随目标高度的增加先增后减;当舰载雷达受海杂波等因素导致俯仰角测量误差过大时,采用装定高度法可显著提高舰炮武器系统作战效能。
针对舰船编队航行光学遥感图像中舰船小目标航向检测难题,应用Hough变换并进行了基于舰船目标尺度的自适应改进,实现了对舰船小目标航向特征的识别与检测,有效减弱了海杂波对舰船航向检测的影响,进一步结合卷积神经网络,通过合理设置舰船航向分类,建立舰船航向识别训练集并对网络进行了训练和测试。结果显示,采用Hough变换和卷积神经网络的联合检测方法可以有效检测舰船小目标航向,提高了舰船小目标航向检测正确率,为后续舰船运动判断、队形与态势识别等提供了重要支撑。
在气动仿真中,Realizable k-ε两方程模型和SST k-ω两方程模型应用较广。通过对超声速炮射修正尾翼弹的气动仿真,分析了这两种模型在解决该类外形复杂的弹丸的仿真计算的适应性。先进行了两种模型的数学分析,然后,对仿真计算结果进行了分析。计算结果表明:SST k-ω两方程模型其湍流动能和湍流动能耗散率比Realizable k-ε两方程模型更稳定,更适合计算修正尾翼弹的气动。
针对航空兵截击敌机的起飞时机决策问题,分析了保卫重要目标时航空兵截击作战主要过程,明确了截击敌机时间轴,从截击线特性、攻击弹药的攻击过程、敌机来袭方位等方面建立了起飞窗口计算模型。仿真分析了截击距离、敌机方位对截击飞机起飞窗口的影响,结果表明敌机来袭方位影响较大,当敌机位机场与保卫目标延长线上时,起飞窗口最小;起飞窗口随着截击距离的增大而缩小,当敌机位一定扇面、截击距离超过一定值时,起飞窗口将关闭。
传统防空作战的指挥中心通常也是信息中心,灵活性差,容易被摧毁,节点间信息传输效率低,并不适合未来大规模网络化作战。为实现通信网络去中心化,结合部队装备发展现状和未来战争实际需求,提出了基于Data-Distribution-Service(DDS)的防空武器信息交互系统。将以平台为中心的防空武器系统解耦成分布式功能节点,系统对被摧毁的节点缺失功能的后果进行评估,分配共享当前作战通信域中具有相同或类似功能的子系统的资源,通过Data Centric Publish Subscribe(DCPS)通信机制实现作战信息按需匹配分发和节点动态加入,通过服务质量管理减少传输带宽消耗,提高有效传输效率。经测试系统满足技术指标要求,信号处理时间控制在微秒级,为航空、航海、军事等实时性、可靠性要求高的实时性系统提供了借鉴。
欧盟作为一个区域性的国际组织,为有效解决公共服务执行过程中产生的语义互操作冲突问题,欧盟委员会实施了欧洲互操作方案,制定了核心词汇表规范,旨在通过构建统一的数据语义规范,保证不同成员国、不同地域之间电子政务服务的互操作性。按照对客观事物的抽象程度,欧盟电子政务数据模型分为核心数据模型、领域数据模型、信息交换数据模型。核心数据模型由核心业务词汇、核心位置词汇、核心人员词汇、核心准则和证据词汇、核心公共机构词汇和核心公共服务词汇及应用规范6类核心词汇组成。核心词汇表具有可扩展性,与其他数据模型具有精确匹配、近似匹配、关联匹配、宽匹配、窄匹配5种映射关系,可应用于欧盟电子政务数据发布、信息交换、数据集成和数据建模中,基本的应用流程包括需求收集、信息建模、业务规则定义、语法绑定(或创建新语法)、数据模型映射与生成。
