复杂环境下基于视觉/惯性的单兵自主定位性能评估

针对在卫星信号拒止等复杂环境下单兵自主定位精度低的问题,提出基于视觉/惯性测量单元(IMU)的单兵自主定位技术。将高效的IMU初始化方法融合到ORB-SLAM3算法并应用于单兵自主定位技术中,评估了单兵实时运动整体定位精度,重点分析了改进ORB-SLAM3算法在单目/IMU、双目/IMU下的定位精度准确性和鲁棒性。实验表明:在复杂树林环境下,单兵在基于视觉/IMU自主定位时,改进算法的IMU初始化时间最少提高了10 s,双目/IMU的估计轨迹曲线更加吻合实际运动轨迹曲线。在绝对轨迹误差的各项评估指标中,双目/IMU比单目/IMU的均方根误差提高了24.67%,而且定位精度和鲁棒性都要优于单目/IMU,为城市巷战中单兵自主高精度定位的实现提供了一种切实可行的思路和举措。

考虑作战行动的单兵系统体系贡献率评估

针对单兵系统体系贡献率评估过程中存在的未考虑作战任务及评估信息不确定性等问题,提出了基于作战行动的两级证据推理评估方法,从基于能力需求的视角进行作战任务分解和能力分析,建立了作战能力需求指标体系;建立两级置信规则库,构建作战活动与能力需求的映射矩阵,采用证据推理进行能力满足度、作战任务完成率的计算,获得了单兵系统的体系贡献率,最后基于城市作战战场想定,给出了分析实例。基于作战行动的两级证据推理评估方法,对于单兵系统体系贡献率评估具有针对性和有效性,也为装备体系贡献率评估提供了一种新思路。

基于边缘填充的单兵迷彩伪装小目标检测

针对迷彩单兵识别存在伪装对象与背景高度相似融合、目标尺寸小等问题,提出了基于边缘填充的单兵迷彩伪装小目标检测模型BFNet(boundary-filled network)。该网络以SCNet(sparse complex-valued neural network)作为骨干网络,在网络的边缘引导阶段,利用边缘先验信息以及边缘的周围环境来挖掘目标信息。在上下文聚合阶段,利用上一级的预测值,使网络学习预测背景与前景的相互关系。实验结果表明:与最先进的BGNet相比,BFNet平均精度提升了0.74%,交并比识别率提升了1.35%,同时自适应E度量、加权F度量以及结构相似度与加权自适应F度量均得到了提高,其中,自适应E度量提升了0.85%,加权F度量提升了0.71%,证明所提出的BFNet能在更大程度上识别出单兵迷彩伪装小目标,且识别精度也得到提升。

便携式多功能单兵急救包的设计

在战伤救治及医疗救援任务中,官兵自救互救是减少非战斗减员、有效提升部队战斗力的关键环节,而单兵急救包在自救互救中发挥着重要的作用。新型便携式多功能单兵急救包规避了传统急救包的弊端,具有微小轻便、灵活机动、可塑性强、与军装协调匹配的特点,适用于各种不同的自救互救需求。本文分析传统急救包的突出问题,并阐述新型急救包的设计方案及优势。

单兵穿戴式系统的人体实时姿态和心率检测方法研究

单兵穿戴式装备的人体状态采集系统以STM32微控制器为核心,通过对三轴磁阻传感器和六轴运动姿态传感器的数据快速采集处理,实时获取人体当前的姿态,并且通过检测心率,构建成一套士兵状态的检测系统。文章中人体姿态检测方案及姿态解算算法,结合互补滤波算法和卡尔曼滤波算法对传感器数据进行误差校正,并对心率检测传感器做降噪处理,实现了单兵穿戴式系统中士兵状态的实时监测。通过实验验证及对比分析,证明了系统的准确性、可靠性和有效性。

以易筋经为例探讨单兵功法学的军训组合教学特点

单兵功法学是海军军医大学面向基层卫生兵开展的一门实用课程。该课程将传统的中医功法与现代军事训练伤防治相结合,旨在最大化地助力单兵防伤增体。中医系长期承担基层卫生兵的中医实用技术培训,在将军事训练模式与沉浸式教学法等相结合的过程中,快速提高了基层卫生兵学习单兵功法的效率。

单兵激光武器的创新与性能提升策略探讨

单兵激光武器是一种先进的武器系统,拥有高精度、高能量和高速度的特点。它具有出色的打击和防御能力,能够提高士兵在战场上的作战效率和生存能力。然而,激光武器也面临一些技术和实际应用上的挑战,需要不断研发和改进。本文重点围绕激光武器在无人机和激光器上的应用进行深入研究。

从“单兵作战”到“纵向贯通”

"同学们,如果让你们来进一步发展和运用高温超导磁悬浮技术,畅想一下能做些什么?" "可以造在地上跑的飞机""让乘坐列车像打出租车一样方便"……在小学生的畅想中,科技创新之"美"不断展现. 这是4月19日,西南交通大学思政课教学展示活动中的一幕.当天,四川省大中小学思政课一体化共同体成员单位的师生代表、相关学校代表等300余人,一起聆听了一堂"大思政课".

一种基于图像识别和光电检测的单兵战术训练考核系统

单兵战术考核是融合智能、技能、体能为一体的综合体现,目前常用战术训练的训练场地、器材千差万别,缺乏必要的规范与标准性。基于图像识别和光电检测技术设计实现了智能化的单兵战术训练考核系统,该系统主要利用多对光电传感器代替传统铁丝网对训练者的进入、离开、跃进、冲刺以及训练过程中的违规触碰信号进行采集、处理、实时显示,并结合视频图像识别技术,对战术动作加以比对,以判断训练者通过全部掩体的时间,动作要领是否规范。采用无线传输方式,将考核成绩传送至后台管理中心进行分析统计,用于提高单兵考核训练的时效性、准确性、公平性。

单兵装备人机工效知识图谱构建技术

为改善单兵装备人机工效领域知识共享困难、利用效率低的现状,提出基于“一致性检验”与“语料评价”的骨架法应用策略。构建单兵装备人机工效领域知识本体,对本体网络进行质量评估与优化;搭建基于“半指针-半标注”抽取思路的联合抽取模型,进行领域知识文本中重叠三元组的自动化信息抽取,F1-score达到0.82;基于Neo4j构建单兵装备人机工效知识图谱,对图谱的应用方式进行讨论。结果表明:以主客观评价结合的骨架法应用策略能够提高知识本体构建效率,达到较好的语料数据覆盖效果;单兵装备人机工效知识图谱能为领域知识的共享与重用提供数据支撑与技术手段。

任务型履带单兵机器人系统设计与越障性能分析

军事用途机器人的应用很大程度上降低了士兵及工作人员作业的危险性,针对当前单兵机器人普遍具有的结构复杂、携带不便等问题,设计并研制了一种便于携带的任务型单兵机器人,其轻质、灵活的特点可快速响应侦察、排爆、采样等任务的需要。为分析机器人的越障机理并提高越障性能,通过建立质心运动学模型,对机械臂俯仰角、机器人俯仰角与凸台越障最大高度进行理论分析,并通过仿真实验得到了机械臂不同姿态下机器人越障的质心位置变化曲线以及对应的驱动转矩曲线,以此确定了最佳越障姿态,最终通过实物实验验证了结构设计的合理性及理论分析的正确性。研究成果为后续单兵机器人的发展和移动机器人越障性能的改善提供参考。

基于单轴光纤陀螺的单兵高精度寻北测角方法研究

光纤陀螺基于Sagnac效应测量角速度,其受外界环境的干扰很小且具有很好的自主性,因此,基于光纤陀螺的寻北测角系统在军事领域得到了一系列应用。为了满足单兵寻北测角的小型化、快速性的使用要求,研究了基于单轴光纤陀螺的单兵高精度寻北测角装置在倾斜摆放下的自动、快速寻北测角方法。在装置测量过程中可能存在干扰,进而影响寻北测角精度,通过研究装置在寻北测角过程中传感器的输出特征,并对干扰进行识别和处理,得到了高精度的寻北测角信息。最后通过试验对比和分析,验证了倾斜条件下干扰的识别与处理方法的有效性,满足单兵侦察时高精度寻北测角的需求。

单兵巡飞弹定位精度鉴定技术研究

构建了一种由载荷能力与工作模式所决定的公路运载平台单兵巡飞弹动态定位精度鉴定系统,分析研究了精度鉴定实施过程中平台运行姿态角、测量点位置修正等关键技术对测量点定位精度的影响。实验表明,该系统能在不增加鉴定设备复杂度的基础上完成对目标的动态定位精度校核,指出了提高鉴定精度的改进方向。

基于ZigBee和NB-IoT双网融合的核辐射单兵剂量仪系统设计

目的:设计一种核辐射单兵剂量仪系统,以为不同核辐射环境下的单兵剂量监测提供全面技术支持。方法:该系统基于ZigBee和窄带物联网(narrow band internet of things,NB-IoT)设计,主要由单兵剂量仪、ZigBee路由器、集中器、物联网云平台以及应用终端设备组成。其中单兵剂量仪由个人剂量仪嵌入ZigBee终端组成;集中器由ZigBee协调器和NB-IoT模块组成;物联网云平台采用中国移动OneNET物联网云平台,其采用Web架构设计。对单兵剂量仪的辐射性能和通联性能及系统的Web应用进行测试,验证该系统的可靠性和稳定性。结果:单兵剂量仪的辐射性能符合国家标准要求,通联性能符合应用要求;该系统的Web应用各项功能运行正常,符合设计要求。结论:该系统能够实现单兵核辐射实时剂量远程监测及历史剂量集中管理,具有组网快速灵活、适用范围广、成本低等优势,对提高军队核辐射剂量监管水平具有重要意义。

单兵作战训练系统中的激光发射装置设计

在单兵作战训练中采用激光发射装置代替真实弹药,可减少训练费用,避免实弹训练中发生的安全事故,减少环境污染。作者设计激光发射装置:选用980 nm半导体激光器;控制和激光编码电路对激光脉冲进行调制;采用蒙特卡洛方法仿真,设计可调节光斑大小的激光准直模块;采用USB交互接口采集数据。该激光发射装置能够评估装备的性能和训练单兵的作战能力。

无源被动负重型外骨骼对单兵满负荷行走运动的步态分析研究

目的研究单兵使用无源被动负重型外骨骼(简称外骨骼)后对满负荷下行走的运动功能影响,为未来推广应用从而提升单兵负荷转运及改善该系统提供理论依据。方法试验中的无源被动式负重型外骨骼主要由绑缚带、背囊和背架、腰部组件、腿部组件等组成。招募14例男性志愿者,年龄24~37岁,平均年龄27.9岁(标准差3.17岁);身高169.0~185.0 cm,平均身高174.7 cm(标准差5.3 cm);体质量67.5~90.0 kg,平均体质量74.9 kg(标准差6.9 kg);身体质量指数22.6~27.9 kg/m^(2),平均身体质量指数24.5 kg/m^(2)(标准差1.6 kg/m^(2))。在穿戴外骨骼和背负25 kg背囊测试后,以问卷形式和三维红外捕捉步态分析检测,对工作效率、人体生理耐受、安全性、舒适性、移动灵活性、使用意愿和步态时空参数进行评分和量化评价。步态数据在Nexus V2.9软件中经三维建模,分析获得时空参数结果,并统计学分析各组数据。结果穿戴外骨骼可使负重行走时间平均缩短2.2 s,工作效率提高14.2%。穿戴外骨骼可使最大负重能力提高5kg。穿戴外骨骼将导致行走过程中膝关节最大活动角度平均丧失8°。有2例受试者发生了肩部皮肤轻微发红,没有发生重心不稳等安全事件的情况。使用无源被动负重型外骨骼后,测试者主观评估的舒适性(75.0±7.6)(60~90)分,移动灵活性(69.3±7.3)(60~80)分,使用意愿(72.1±7.0)(60~90)分。未穿戴外骨骼时,测试者背负25 kg后,步频、双足支撑时长、单足支撑时长和步速有显著性改变(P<0.05),而穿戴外骨骼后,测试者的步频、双足支撑时长、单足支撑时长和步速改变差异无统计学意义。结论单兵满负荷行走运动时,穿戴无源被动负重型外骨骼后可提高工作效率及最大负重能力,但会减小关节最大活动度,穿戴者仍自觉较高的舒适性和移动灵活性,愿意反复使用;步态分析证实,穿戴无源被动负重型外骨骼后,单兵满负荷行走运动功能可获得增强。

增强现实技术在单兵设备中的应用研究

随着计算机图形学、计算机视觉、智能人机交互、虚拟现实等技术发展,增强现实技术快速发展成为近年来的研究热点之一,技术成果已逐步应用于城市规划、教育科研、军事训练、作战指挥等领域,将真实世界与虚拟世界融合在一起,给人以超越现实的感官体验。文章简要介绍了增强现实技术的发展现状,阐述了增强现实系统的基本组成,分析了增强现实系统涉及的主要关键技术,提出了增强现实技术在单兵设备中的重点应用研究内容,为单兵设备的研究与开发提供一定的参考价值。

5G通讯技术下智慧单兵设备语音视频通信终端设计

智慧单兵设备语音视频通信终端设计过程中,由于天线设计差异,使得终端通信抗干扰能力较差。因此,提出5G通讯技术下智慧单兵设备语音视频通信终端设计。针对通信终端的功能与服务进行了逻辑分层,并构建通信终端整体架构。根据5G技术发展的特点,设计多频MIMO天线;计算多频MIMO天线的频带宽度、回波损耗及反射系数、隔离度等性能参数;最后,基于5G网实现语音视频的高质量传输。实验结果表明:文中设计终端使得语音视频通信终端抗干扰能力大幅提升。

单兵急救与单兵急救包定位分析

目的确立单兵急救包的卫勤定位,为单兵急救包的研究设计提供依据。方法循证分析武器因素、环境因素和战位因素与战场急救的密切相关性,现代军事、非军事行动对单兵急救的特点和需求。结果提出了单兵急救模块技术;讨论了单兵急救包的卫勤定位。结论单兵急救包应凸显其医疗急救定位,在功能上与战场急救技术相配合,在装置上与战斗携行装相结合。

单兵电台基于ESP32扩展Wi-Fi及蓝牙功能

基于ZYNQ主芯片设计的单兵电台,传统实现Wi-Fi和蓝牙功能的方案是基于通用串行总线(Universal Serial Bus,USB)控制器外接功能芯片,存在USB控制器主从不兼容、USB驱动难以跨系统移植、需要用到若干分离器件等问题。随着ESP32等集成Wi-Fi和蓝牙功能的芯片的推出,单兵电台选用ESP32芯片作为外围设备进行设计,可以更方便地扩展Wi-Fi及蓝牙功能,且利于单兵电台的小型化设计。因此,介绍单兵电台基于ESP32扩展Wi-Fi及蓝牙功能的方案,包括硬件设计、协议设计、软件程序设计等,并通过实验验证了方案的可行性,可以应用于单兵电台实际项目,具备工程实用性。