在任务数量和消耗量不确定的情况下, 针对由两种寿命指标衡量且其中一种无法被控制的装备梯次使用问题建模和求解方法进行了研究。构建不确定情况下双寿命装备梯次使用问题决策模型, 提出以梯次均匀度、寿命匹配度和寿命利用率最大化为目标, 使用I-NSGA-Ⅲ进行求解。采用改进的分段编码方式和算子, 引入重复个体控制机制以提高种群多样性。当问题规模较大时, 可以在较短的时间内搜索更大范围, 验证了所提方法的可行性。

基于交叉学科融合的微波光子技术是新体制机载雷达的重要发展方向之一, 能够用光学方法完成在电域中难以实现甚至无法实现的射频信号处理与高速传输等功能。国内微波光子雷达系统研究仍处于功能演示阶段, 亟需面向实际作战需求的系统级验证手段来提升机载微波光子雷达的工程化进程。提出了一种面向系统性能评估的机载微波光子雷达集成验证系统, 分析了系统级验证的必要性, 论述了集成验证系统的关键构成要素和性能指标映射与评估方法, 并总结了所提集成验证系统的优势。

为得到一套系统化、标准化的激光角度欺骗干扰设备综合评价方法, 首先经过对比分析后, 采用AHP层次分析法, 构建了三层级评价指标体系和各层级指标比较矩阵; 其次采用和积法加乘幂法, 结合最小二乘法的计算方式, 得到各层级指标权重值, 其一致性检验结果均小于0.1; 最后根据方案择优和实物对比测试两种情况, 结合现有激光角度欺骗干扰作战效能评估以及大量外场试验数据拟合结果, 分别为各指标建立了评分方法和模型, 并辅以应用实例。结果表明, 此方法能够更加有效、严谨地对该设备进行综合评价, 解决了以往评价过程难以细化和量化的问题。

针对当前SAR图像中飞机检测尺寸较小导致小目标检测率低、虚警率高的问题, 提出一种基于YOLOv5的改进方法。先采用K-means聚类算法针对飞机小目标尺寸优化锚框, 在主干网络融合Swin Transformer模块, 同时引入自适应学习权重的多尺度特征融合机制和全局注意力机制(GAM), 使网络跨越空间通道维度放大全局维度交互, 提高模型捕获不同维度信息的能力;并且增加一个小目标检测层, 提高网络对SAR图像飞机小目标检测能力。实验结果表明, 相较于原YOLOv5 方法, 改进方法在SAR图像尺寸较小飞机目标的检测上具有更强的特征提取能力和更高的检测精度。

为优化无人机SLAM系统运行过程中发生的跟踪失败导致局部建图失败以及双目摄像头在远近复杂场景下轨迹误差大的现象, 提出了一种双目SLAM。首先在系统中加入新的约束优化双目匹配的视差与深度, 然后应用光流法基于单应运动补偿原理和PROSAC算法去除误匹配, 最后根据单应补偿结果投影得到新的数据关联, 在关键帧和地图点应用新的手段提高对补偿结果的利用率, 保证了系统的实时性和鲁棒性。所提算法利用双目视差优化计算关键点的深度从而提高系统的定位精度和系统鲁棒性, 在室内无人机EuRoC数据集上取得了较为优秀的精度提升。

针对未来电子信息系统对超宽带信号高速并行处理的需求, 提出了一种可应用于光子超宽带信道化处理的相干光频梳产生方法, 利用非线性效应实现高重频多梳齿的相干光频梳产生, 并且重频及重频差可调谐。通过级联电光调制器产生初始相干光梳, 对波分解复用选定的种子梳齿进行注入锁定, 并通过非线性光纤、单模光纤及色散平坦光纤的组合模块对锁定后的梳齿复制和展宽, 得到了80 GHz和79.4 GHz高重频、平坦度3 dB以内20根梳齿的相干光频梳, 能够实现Q/V频段超宽带信号的接收处理, 为综合射频一体化、大容量卫星通信等应用宽频段覆盖、大瞬时带宽射频信号的接收处理提供支撑。

首先推导了角度失配情况下的相干效率, 然后对最优相对孔径与相干效率的关系以及相干效率与失配角的关系进行仿真, 最后对本振光离焦对相干效率和接收视场的影响进行评估。结果表明, 理想情况下相干探测的天线口径与接收视场成反比, 而且本振光离焦情况下的接收天线总体性能不会优于同等有效相干效率下的小口径接收。研究结果可为相干探测系统与光电系统性能指标的匹配设计提供理论依据, 同时对相干探测的接收光学系统设计、装调和测试具有重要的指导意义。

针对传统视频异常事件检测算法准确率低、鲁棒性差等问题, 提出了一种基于双流残差网络的视频异常事件检测算法。该算法综合运用深层残差网络、时序分割网络以及卷积融合策略。在传统双流网络利用单帧图像和多帧光流图像分别提取运动信息和时序行为的基础上, 进一步加深网络深度, 扩展运动信息建模能力; 同时,利用分段构建网络的方式充分提取时序特征, 提升对长时间视频处理效果; 并且将高维时空特征进行融合, 充分挖掘视频中的时空关联关系, 得到最终检测结果。在公开的UCF-Crime和XD-Violence数据集上训练和验证的实验结果表明, 提出的基于双流残差网络的视频异常事件检测算法相较于仅使用单模态网络(空间流网络)的方法准确率提升约10%, 与传统双流网络相比, 准确率也分别提升3.2%和6.1%。

红外搜索与跟踪(IRST)系统在态势感知、环境安全监测等领域具有重要地位。像移补偿是IRST进行快速扫描的关键技术之一。设计了一种长积分时间快速周扫下像移补偿大面阵IRST光学系统, 该光学系统采用平行光路稳像方法, 具有4 ms级的积分时间、360 (°)/s级的周扫速度、1k级的面阵规模等技术特点。介绍了平行光路稳像的原理, 提出了参数计算及匹配关系。光学系统设计结果以及光学样机周扫成像测试结果表明, 该像移补偿IRST光学系统成像探测能力优良, 相关指标处于国内领先水平。

故障预测与健康管理(PHM) 对提高无人机的可靠性具有重要意义。针对北斗短报文机载PHM通信中数据量与传输效率之间的矛盾, 提出并实现了一种机载PHM通信中的北斗卫星导航系统(BDS)优先级分包传输方法。该方法基于传输信息优先级思路设计了分包传输策略, 平衡了通信频度与容量不足的矛盾, 然后利用丢包重传机制提高了通信的可靠性, 并实现了可视化通信应用。实验结果表明, 所提策略可在规定时间内实现PHM信息的可靠传输, 验证了所设计的BDS优先级分包传输方法在机载PHM信息传输方面的可靠性。