A design of space robot multi-target capture algorithm based on DSP

To correctly capture spatial targets from cluttered and motive celestial background,a new Multi-Target Capture algorithm was proposed,which is a comparative difference algorithm based on the combination of centroid extraction and despun registration of efficient points.Moreover,this algorithm was applied in an image processing system based on the DSP featuring high speed and high performance.The procedures of image processing are as follows:first,label efficient points in the frame and extract their centroids;second,make appropriate despun registration,according to the reference rotation angles provided by Space Robot position system;third,translate and register centroid coordinates of efficient points in reference frames and get the registration points according to the principle that there are the most same centroid coordinates of efficient points when completely registered;finally,eliminate the same background points by using comparative difference method.The result shows that this image processing system can meet the needs of the whole system.

Characteristics Analysis of Urban Space Expansion in Luoyang, China

The characteristics of urban space expansion reflect the changes of urban space layout and space structure, as well as the urban developing direction and urban orientation in the future. Based on the remote sensing image data of 1990, 2000, 2010 and 2020, this paper analyzes the urban space expansion characteristics of Luoyang, by using the urban land compaction index, expansion intensity index and centroid distribution in 4 time sections and 3 periods. The results show that: 1) the urban land area of Luoyang has expanded rapidly, the urban planning policy has successfully guided the urban expansion. 2) In the first period, the urban expansion belongs to the rapid expansion type, mainly filling the built-up area and natural expansion to outward;the second period is of high-speed expansion type, the urban expansion mainly enlarges the urban framework, then fills the expanded district, and the influence of urban natural growth factor is very small;the third period belongs to the high-speed expansion type, and the expansion rate is significantly lower than that in the second period, the urban expansion is mainly to fill in the urban framework enlarged in the previous period and continue to enlarge the urban framework, and the influence of urban natural growth factor is very little. 3) The urban land centroid gradually migrates to the southeast with the azimuth of 151.47°, the annual migration distance is of 138.29 m. The migration rate in the second period is the fastest, which is about 7.43 times that of the first period, and 2.70 times that of the third period. In the first period, the urban land is mainly expanded to southward, with the main azimuth of 201.13°. Compared with the urban land centroid in 2000, the urban land in the second period mainly expands to east-southeast and southward along the azimuths of 141.92° and 154.17° respectively. Compared with the urban centroid in 2010, the urban land in the third period mainly expands in the orientations of southeast and eastward along the azimuth of 96.24° and 133.45°.

基于空间信息表征的勾股模糊集空间距离测度

勾股模糊集拓展了直觉模糊集的信息表征内容,具有体现更大信息空间的优势,构建勾股模糊集的距离测度是实施勾股模糊型决策的核心环节。本文首先分析了现有4种勾股模糊集距离测度的缺陷,构建了融合隶属度、非隶属度、犹豫度和自信度的勾股模糊集空间信息表征模型,进而提出了基于勾股模糊集空间质心的距离测度。其次,拓展了距离测度的具体特性,比较了所提距离测度模型在体现犹豫度和解决反直觉情形方面的优势。最后,模式识别和医疗诊断等应用研究证明了所提距离测度的准确性和优越性。

气候变化下中国八种梧桐属树种潜在适生区模拟

中国梧桐属(Firmiana)在世界梧桐属中占比较大,且除梧桐外其余种均为中国特有且分布范围狭窄的植物种,灭绝风险大,研究气候变化对中国梧桐属树种的影响对于维护生物多样性具有重要的意义。结合多时期第六次国际气候耦合模式比较计划(CMIP6)气候变量数据和中国八种梧桐属树种的分布数据,基于R语言kuenm程序包优化的最大熵(Maxent)模型模拟分析中国八种梧桐属树种在多尺度下的潜在适生区,得出梧桐属最适宜的模拟尺度、潜在适生区的面积变化和迁移方向、梧桐属多样性保护关键区域及保护空缺。结果表明:(1)梧桐属最适宜的模拟尺度为亚洲;(2)Maxent模型的接收者操作特征曲线下面积(AUC)值均大于0.9,表明模型对梧桐属潜在适生区预测结果具有较高准确度;(3)气候变化影响下除云南梧桐(Firmiana major)外其它树种的潜在适生区都将在未来有所扩大;(4)中国八种梧桐属树种潜在适生区迁移方向主要为东西向,南北向大跨度迁移较少,纬度变化不大;(5)丹霞梧桐(Firmiana danxiaensis)的稳定潜在适生区最小;(6)中国梧桐属多样性保护关键区域主要分布于广西壮族自治区及云南、广东、海南等省区;(7)中国梧桐属多样性保护空缺区域主要分布于广西壮族自治区中部及海南省北部;(8)梧桐属多样性保护关键区域正在为人造地表所侵蚀。研究分析气候变化对中国八种梧桐属树种的影响及其潜在适生区变化、中国梧桐属多样性保护状态,可为中国梧桐属建立多样性保护廊道提供相关建议,为制定多样性保护规划及相应措施提供参考。

基于能量累加的空间目标星像质心定位

研究了CCD观测图像的亚像素级高精度质心定位方法以提高目标星像的天文定位精度。分析了影响定位精度的主要因素,如图像噪声、离散化采样误差及定位窗口选择等,结合CCD弥散斑的成像特性,提出了一种基于能量累加的空间目标星像质心定位方法。该方法使用插值方式降低离散采样点和实际感光区域光线照度的不一致性;利用弥散斑能量累加自适应地确定目标星像的有效窗口,优化目标星像灰度,消除随机噪声的影响;并采用平方加权质心定位方法进行质心计算。实验结果表明,该方法具有较强的抗干扰能力和稳定性,定位精度可达0.01pixel,适用于低信噪比条件下的质心定位计算。

狭长空间环境下改进的WSN节点质心定位算法

针对狭长空间环境下信号传播的多径效应等原因导致节点定位的精度不足问题,提出一种改进的WSN(无线传感器网络)节点质心定位算法。首先,给出狭长空间环境下锚节点部署策略,采用shadowing模型将锚节点接收到的信号强度值转换为距离值,使得未知节点的位置初步定位在最近的三个锚节点构成的三角形内;然后,以这三个锚节点的圆心距离值为半径形成三个圆,根据得到的有效交点个数,分四种情况得到未知节点的位置估计。仿真结果表明,改进质心算法平均定位误差在1 m左右,在定位区域不同位置仍能保持稳定的定位性能,与极大似然估计法和质心算法相比,该算法定位精度与稳定性都得到提高。

FCAN:一种基于快速映射的内容访问网络

针对当前结构化P2P文件存储系统存在仅支持单关键字的精确匹配,而缺乏支持语义查询的局限性,提出一种基于快速映射的结构化P2P存储系统FCAN,利用FastMap实现从语义空间到P2P空间的映射,在保证文本矢量语义完整性的同时对其进行有效降维,从而实现基于内容的查找;通过对质心法确定的最近邻居进行聚类,有效地减少了冗余消息和查询时间。仿真实验表明FCAN不仅具有较高的召回率和精度,还具有较少的查询时间和冗余消息。

基于潜在语义分析的中文文本层次分类技术

从网络文本自动分类的需求出发 ,针对基于VSM模型的分类处理中词条无关假设和词条维度过高等问题 ,对基于类中心向量的分类方法进行了改进。利用LSA分析中的SVD分解获得Web文档的语义特征向量 ,并在此基础上进行分类处理 ,在不损害分类精度的同时提高了分类及其后处理速度 ,并设计实现了一个原型系统。

图像矩心内插法在空间相机实时检焦中的应用

自动检调焦技术是保证空间相机拍摄出高质量图象的重要技术手段 ,本文提出了一种自准直法精密检焦系统 ,该方法利用五棱镜代替大平面反射镜 ,用 CCD作为光电转换器件 ,用半导体激光器做光源 ,结构紧凑 ,稳定可靠。采用矩心法求取光斑在 CCD上的移动量 ,从而计算出离焦量 ,在测量中通过合理选取阈值和数据平滑技术 ,提高了检测精度 ,实验结果表明该方法能够达

空间目标天基双星立体天文定位

为了提高天基光学传感器观测空间目标的定位精度,基于天文定位原理,提出了一种天基空间目标双星立体天文定位方法。首先,根据光学载荷固有参数,分析了空间目标在光学传感器上成像特性,选择阈值质心法精确提取目标在二维像平面上位置。接着,基于目标到观测传感器全链路坐标投影变换关系,建立了地球惯性坐标系下目标的观测矢量模型。然后,结合最小二乘法准则,建立了双星立体天文几何定位模型,完成空间目标从二维图像信息到三维空间信息的投影变换。最后,搭建地面实验生成了含空间目标的星空图像,并完成了定位算法验证和误差仿真分析。实验结果表明:当定位模型中没有误差时,定位精度可达10^(-5) m;当同时存在卫星位置误差、卫星姿态误差、卫星轨道误差、相机安装误差和图像处理误差时,定位误差分布为均值为零,标准差为114.62 m的高斯分布,基本满足定位需求。本文的研究工作可为天基空间目标的高精度检测定位提供参考。

改进的向量质心模型在实时信息检索中的应用研究

将相关反馈技术应用于信息检索中可以学习和明确用户的信息需求,并对检索结果进行信息过滤,是提高信息检索效果的有效手段之一。除了准确率和召回率之外,过滤算法的适应性、速度也直接影响用户使用信息检索系统的体验。采用向量空间模型表示文档的内容预处理工作少,计算简单,适用于实时信息检索。结合偏差最小的基本原理,将改进的反馈文档向量的质心应用于信息重排。以重排的应用场景,在TREC Filtering Task数据集上进行仿真,并与基于关键词检索和类质心的检索方式进行了试验比较。

天文光电图像序列目标成像特征提取与分析

地基大视场天文光电观测系统获取的序列图像中,空间目标和数目众多的恒星目标成像特性相似,大部分都表现为弱、小目标特性,需根据二者特征之间的微小差异实现目标的正确可靠识别。首先分别从空域和时域的角度出发,将目标的成像特征分为静态特征和动态特征,并提出了相应的特征计算方法。然后结合实测数据,根据目标的特征提取结果深入分析了空间目标和恒星目标的成像特征,并详细比较了两者的成像特征差异。空间目标和恒星目标的成像特征提取和分析,为空间目标虚警的消除提供了大量的判决依据,有助于空间目标的低虚警率检测识别。

基于质心分析的淮河流域降水时空分布特征

为定量表征淮河流域降水量非均匀性特征,建立年降水质心时间指标,以概化年内降水过程时间分布,从时域、空域、频域3个维度解析流域近55 a降水质心时间的总体格局与演变规律。结果表明:各典型站点近55a降水质心时间序列中全部存在28a的第一主周期;年降水质心时间序列突变年份多发生于1975—1989年,突变主要集中于淮河上中游地区;年降水质心时间序列多呈现不显著的增加趋势,说明流域大部分地区年降水集中期有微弱的后移倾向;年降水质心时间随纬度增加而呈现明显的后推趋势,流域南北地区年降水质心时间可相差20 d左右,经度变化对年降水质心时间没有明显影响;淮河流域暴雨与大雨质心时间普遍迟于其他等级年降水质心时间,流域年降水质心时间对暴雨、大雨较为敏感。

基于目标预测跟踪技术的空间光通信实验研究

在空间光通信系统中,针对信标光在探测器焦平面中成像的像素数太小而导致信标光提取难度较大问题,提出采用目标预测跟踪算法实现信标光质心提取。详细介绍了基于预测跟踪的算法实现步骤及其软件实现流程,并在搭建的演示实验系统上进行了验证性实验。

基于彩色聚类和人体运动知识的人体运动理解

提出了利用人体区域彩色聚类和人体运动的相关知识,理解机器视觉中人体运动的方法。根据人类视觉区分颜色的特性和实时视觉图像,自动调整区域颜色聚类的阈值;对视觉图像中的人体进行区域聚类,并分别计算出各区域聚类中心和聚类区域的质心;根据视觉图像中前后帧相对应的聚类区域质心位置变化,利用人体运动与聚类区域质心位移关系的知识,从整体或细节上理解人体的运动。

合成孔径雷达运动目标检测的研究进展

由于在军事侦察和民事搜索中的巨大潜力,合成孔径雷达的运动目标检测技术一直备受关注.从单通道合成孔径雷达的运动目标检测、多通道合成孔径雷达的运动目标检测以及合成孔径雷达的运动目标速度估计三个方面出发,系统回顾了该领域中现有的思想和方法,并简单介绍了本课题组近期在该领域所取得的重要进展.

一种实用视频客流计数算法

本文讨论一种实用化的视频客流计数算法。算法首先生成双行时空图,然后用行帧差提取运动目标区域,利用头部特征提取出运动目标,最后采用区域质心匹配法对人体目标进行匹配与计数。实验证明该算法简单可靠,能够克服光线的变化及干扰物体的影响,并能很好的满足实时性的要求。

松辽-虎林盆地深反射地震资料处理

为了提高松辽-虎林盆地深反射地震资料处理品质,基于CMP点分布重心的弯线定义解决了因单炮排列长度大、弯线引起的共中心点分布不规则的难题;通过空变中间基准面静校正解决了盆地与山地相间、地表起伏大,复杂地表条件下的静校正问题;利用叠前地震道插值技术提高了数据空间采用密度,可以在不损伤反射信号的前提下有效压制折射波的干扰.处理实践证明,成果剖面信噪比高,深部地质结构清晰,能够为区域深部的构造研究和岩石圈探测提供高品质的地震资料.

基于EEG的有限空间检修工脑疲劳特性研究

为了探究有限空间内检修工在高温高湿状态下的脑疲劳特征,采用对照与模拟有限空间作业环境相结合的方法,对作业人员脑电波变化进行监测,利用傅里叶变换对原波信号进行时频转换,提取相对频率、重心频率等特征参数。研究结果表明:在高温高湿的有限空间环境中,人体脑波功率变化幅度明显变大;在进入疲劳状态时有限空间环境的脑波功率低于对照组;高频的β波在高温高湿环境中减少的比例较大,平均下降7.1%;脑波重心频率由8 Hz降为6 Hz,平均下降11.3%,由α波变为θ波,大脑活动进入疲劳状态。说明有限空间的高温高湿环境对人体脑疲劳具有明显影响,可用于脑电智能穿戴监测设备监测工人脑疲劳状况。

使用DBSCAN的FCM神经网络分类器

针对浮动质心法(FCM)在实现过程采用的K-means算法不易发现任意形状簇及对离群点敏感等缺陷,提出使用具有噪声的基于密度的聚类算法(DBSCAN)改进FCM神经网络分类器的方法.DBSCAN将离群点看作无法处理的点,并能发现任意形状的簇,将分区空间中的染色点划分成若干个更准确的分区.此外,定义优化目标函数,并用粒子群优化算法优化神经网络的各个参数,获得最优的分类模型.在UCI数据库上的对比实验表明,改进后的FCM方法在分类精度、鲁棒性和运行时间方面均优于原有FCM.