多传感器时空配准问题的研究与思考

战场态势中频繁出现的一批目标变多批、混批、目标跟踪错乱、轨迹中断等现象,表面上看是融合出了问题,但究其根本原因,则可归结为目标探测信息的时空一致性的差异。由此,本文着重探讨多传感器时空配准问题,认为构建时间同步体系是解决时间同步问题的基础。其中,保证各节点时间同步的关键是建立可追踪的溯源链和动态监控措施。同样,解决空间配准问题则需要灵活运用多种配准方法。本文对其中两类典型的方法(公共目标配准和协同目标配准法)的原理模型进行推导及数字化仿真,同时,为了应对各类不确定的复杂的战场环境,面向多传感器时空配准,给出一个统一的时空配准问题的处理框架。     

一种时间-传感器系统误差估计算法

由于时间的不一致和传感器系统误差直接影响目标探测信息的精度,假设卫星导航的精度足够高,不考虑导航误差的影响,在时间-传感器系统误差传递模型的基础上,利用对空中平台的实时观测和平台的导航信息,获取观测数据的新息相关函数序列,对未知的系统模型参数和噪声统计参数进行在线辨识,构建自适应滤波,实现对多平台时间-传感器系统误差的实时估计和配准。通过对比仿真实验表明,该算法收敛速度快,估计精度较高。     

一种基于遗传算法和小波分解的刚性图像配准方法

为了实现快速、高精度的自动图像配准,提出了基于遗传算法和小波分解的图像配准方法。此方法在小波分解的基础上,以互信息为相似性测度利用遗传算法为搜索算法对图像进行一次配准,然后以特定步长在小范围内对配准参数进行修正,对图像进行二次配准。该方法实验结果表明该方法具有较快的速度且显著的改善了配准精度。     

船体肋骨成型检测型线配准算法

船体肋骨数字化检测系统在进行船体肋骨的完工检测时，需要进行肋骨型线测量点云和理论点云的数模配准，为改善曲线的配准效率和精度，提出一种船体肋骨型线配准算法，具体步骤包括点云粗配准、第一次ICP配准、测量点云偏置和第二次ICP配准。该算法已应用到船体肋骨成型数字化检测设备中，提升了肋骨成型检测效率和精度，是实现船体构件加工成型智能制造的重要环节。     

基于特征的雷达与电子海图图像配准技术研究

针对雷达图像和电子海图显示与信息系统(ECDIS)图像不同传感器存在的配准问题,在分析雷达和电子海图图像特点的基础上,提出了基于图像特征的自动图像配准算法,论述了其实现方法与过程,为提高雷达图像和电子海图图像配准提供了一种技术途径,并对图像的配准效果进行了仿真。实验结果表明,该算法取得了理想的效果。     

船体外形分段测量数据配准技术优化研究与应用

针对现有配准技术实际配准数据点较少的问题,研究一种船体外形分段测量数据配准技术优化技术,并进行应用测试。优化船体分段参数,以船体外形构建一个数据测量坐标系,建立数据配准模型,控制模型配准精度,迭代精准处理变换坐标后,实现测量数据配准精度优化。应用测试时随机选定一处船体外形结构,标记测量数据位置点后,准备待配准的数据集。实验结果表明,文中设计的优化配准技术配准的数据点最多,适合在实际配准过程中应用。     

InSAS复图像配准法解析

海底地貌测绘的最新技术是利用干涉合成孔径声纳(InSAS)进行三维立体成像,其信号处理的关键在于成像之后的图像配准、干涉成像等步骤。图像配准的精度直接影响相位图的质量,从而影响所求目标区域高度的准确性。用相关系数法和最大干涉频谱法对湖试测得的目标成像图进行了配准,并使用复图像相干系数、干涉相位图质量和残余点数对配准效果进行评估,通过配准前后的参数比较,证实这两种方法用于InSAS复图像配准能够取得较好的配准效果。     

最大相关熵的船体分段扫描数据配准算法

三维扫描数据和工艺模型间的配准定位是船舶建造精度管理与控制的关键,采用常规的配准算法难以有效抑制粗差对位姿定位精度的影响。为实现快速、准确配准,给出合理的建造精度评价,提出一种基于最大相关熵的鲁棒性点云配准算法,以削弱粗差对配准精度影响。该算法的核心是将高斯核函数引入到配准学习中。通过构建以高斯核函数为核心的稳健估计模型,利用迭代策略反复测试关联参数。理论和实际算例验证了该算法的有效性和实用性,为船舶建造精度提高和后续装配提供参数。     

舱容计量中高精度点云配准研究

为了提高点云配准精度,研究了基于特征的配准方法。介绍了点云配准的六参数法。基于特征的配准方法利用特征点与周围特征的方位、距离等几何条件进行附加约束,实现点云配准。方法适用性强,可通过利用同名反射标志或直接利用点云数据实现,最后采用稳健模型参数估计算法——RANSAC算法提高配准参数估计的稳健性和可靠性。     

基于ICP算法的内河岸线点云数据配准方法*

激光雷达作为一种扫描精度高、数据信息丰富的新型测绘装备,目前正逐步应用于内河岸线监测领域。由于内河岸线的跨度远大于激光雷达的量程,因此需要让激光雷达在不同地点多次扫描以获取完整的岸线轮廓数据。为了解决这种多站点扫描所带来的多站点云数据配准问题,在传统的ICP（最近迭代点）配准算法的基础上,实现了基于KD-Tree数据结构的ICP配准算法。该算法不仅能够将多站点云数据配准至某个统一的坐标系内,而且有效减少了ICP配准算法的数据搜索范围,提高了配准的准确率。经过多次实地测试可以发现,本算法能够有效减少配准时间,并达到相应的配准精度要求。总体来说,算法具有良好的点云配准效果。     

一种基于合作目标的机动雷达误差配准技术

针对机动平台传感器非协同误差配准技术实施难度大和配准效果差的问题,对基于合作目标的协同误差配准技术进行了研究。首先根据传感器对合作目标的地球直角坐标系量测方程,建立了系统误差的估计模型,然后根据建立的系统误差估计模型,利用传感器获得的量测和目标通过数据链上报的导航信息,采用最大似然估计技术,对系统误差进行估计。仿真结果表明：该系统误差估计模型可得到系统误差的有效估计,并对目标的导航误差具有强鲁棒性,因此该算法具有一定的工程应用前景。     

数据融合的精确极大似然配准算法在六自由度DPS中的应用

文章阐述了潜器六自由度动力定位的基本原理和多传感器数据融合的基本概念,着重研究了配准的极大似然算法ＥＭＬ,该算法通过两步递归最优化方法来实现,并采用改进的高斯－牛顿法来确保算法的快速收敛性。最后结合ＢＳＡＶ－１潜器模型水池实验的实时数据给出了仿真算例,证实了ＥＭＬ算法在实际环境中的有效性。     

面向目标跟踪的传感器调度方法

针对传感器网络对目标的跟踪问题,提出一种传感器优化调度方法。该方法以传感器使用成本和允许激活的最大传感器数量为约束条件,把最小化目标位置误差作为优化目标,运用二进制凸规划技术对优化调度问题进行建模,采取逼近算法迭代求解规划模型。蒙特卡罗实验表明,对于节点数目小于70的传感器网络,优化调度方案可以获得高精度的目标跟踪结果。     

基于水声传感器网络的目标纯方位运动分析

研究了基于水声传感器网络的目标纯方位运动分析原理及方法,建立了基于水声传感器网络的目标运动分析模型。在此基础上,讨论了模型中多维非线性估计问题,提出了一种基于传感器网络新的水下目标运动分析方法。该方法采用改进的粒子滤波EKF-PF(扩展卡尔曼-粒子滤波)算法实现,并与传统的扩展卡尔曼滤波(EKF)和粒子滤波(PF)算法进行了比较。通过Monte Carlo仿真分析,表明基于水声传感器网络的目标运动分析方法充分利用了网络的优势和当前测量信息。这种方法对水下目标运动状态估计时,不仅降低了计算量而且表现出较高的估计精度。所得结论为水下传感器网络进行目标被动定位提供了参考。     

船舶融资租赁登记的行政风险研究

船舶融资租赁登记起到将物上权利登记公示后保护交易各方利益的重要功能。现行船舶融资租赁以光船租赁形式进行登记,存在将两者实质化混淆的行政风险。文中归纳了现行制度中船舶融资租赁登记的特有审查要点。然后依据《民法典》对特殊动产登记的定位,辨析了现行登记制度中将船舶权利登记行政化处理导致登记机关诉讼风险和社会资源浪费的现状。最后回归船舶融资租赁登记的社会价值,借鉴民用航空器登记制度、美国申明登记制度等从立法、部门规章及实务操作方面提出了完善船舶融资租赁登记制度的建议。     

从行政权的运行空间看我国船舶物权登记的本质与审查

文中通过探讨船舶物权登记制度中行政权的运行空间,分析船舶物权登记的本质,力争为船舶物权登记的审查方式与审查标准提出一条有效解释的路径。     

基于平台定位信息的雷达系统偏差估计技术研究

雷达系统偏差的存在,使雷达探测到的目标航迹严重偏离目标的真实运动轨迹,从而影响融合中心的航迹关联性能。文章研究了雷达系统偏差特点,分析了平台定位信息特性,提出了借助编队中我方的平台定位信息来估计雷达系统偏差的相对配准方法,并根据数理统计中的点估计原理来推导了相应算法。仿真实验表明,该算法有效。     

基于卫星导航设备的多平台空间配准方法

主要针对现有多平台空间对准算法精度比较低,而我国卫星导航技术却不断成熟,研究了一种多平台空间配准方法,用于解决装备高精度导航设备的平台空间对准问题。详细分析了其空间对准的过程,并根据其流程和算法,进行了实例验证。仿真计算结果表明,该算法是有效的,可以较好解决空间对准问题。     

码头闸口集装箱箱号自动识别系统设计与开发

码头集装箱的进出车辆登记,传统采用人工记录方式,效率低。为了提高码头的运转效率,重要的是减少车辆的登记时间。笔者设计的集装箱箱号自动识别系统,基于轴线扫描和垂直投影的箱号定位,有效地去除了干扰信息,获取准确的箱号位置;同时采用将灰度投影字符分割法和欧式距离字符识别相结合的方法,提高识别效果;采用摄像头拍摄车辆图像,利用监控计算机对图像进行处理,识别出集装箱箱号,录入数据库,并做决策,控制闸口设备的操作。仿真结果表明:该系统可以实现自动录入进出闸口的集装箱箱号,车辆进出闸口无需停车,提高了码头运转效率,减少了塞车机会,并解决了采用射频(RFID)识别系统成本高、难统一标准的难题。     

一种利用测角信息改善空中机动平台无源定位精度方法

针对机载光电测角信息采样率远高于飞机导航数据采样率的情况,为了充分利用测角信息,提出了一种利用高频率光电测角信息改善空中机动单站平台目标定位精度的方法。在进行数据的时间配准前通过对测角信息进行线性滑动平滑,消除了测角信息的随机噪声,进而提高了定位精度和稳定性。试验结果验证了该方法的有效性,对目标跟踪的工程实践具有一定指导意义。