Dynamic WTA optimization model of air defense operation of warships' formation

WTA （weapon-target allocation） of air defense operation is a very complicated problem and current models focus on static and restricted WTA problem mostly. Based on the dynamic characteristics of air defense operational command and decision of warships＇ formation, a dynamic WTA model is established. Simulation results show that switch fire and repetition fire of anti-air weapon system affect the result of the air defense operation remarkably and the dynamic model is more satisfying than static ones. Related results are gained based on the analysis of the simulation results and the results are accordant with the intuitionistic tactical judgment. The model is some reference for the research of air defense C^3I system of warships＇ formation.

基于Soft-impute技术与MLSR算法的舰船等级修理成本预测

针对舰船等级修理成本预测中的数据缺失与分项成本关联的问题,提出了一种基于Soft-impute技术与MLSR算法的舰船等级修理成本预测模型。首先,利用Soft-impute技术逐步插补成本数据矩阵中的缺失元素,并基于核范数正则化来最小化重构误差,得到完备的舰船修理成本数据矩阵;然后,以分项成本作为多目标输出,相关影响因素作为输入变量,基于多层稀疏多目标模型进行回归建模,同时对不同分项成本进行预测,进而得到修理总成本预测值。实验结果表明:所提方法在舰船等级修理成本预测问题中具有一定的实用性和可行性。

基于SDP的动态武器目标分配决策算法研究

武器目标分配是水面舰艇防空反导作战指挥决策的核心环节,决策结果的优劣直接影响了防空反导作战的最终防御效果与水面舰艇的生存能力。针对当前武器目标分配算法较少考虑拦截结果的不确定性和多梯次拦截的序贯分配需求,难以适应战场动态变化的问题,设计一种基于随机动态规划的动态武器目标分配决策算法。通过进制变换编码并计算目标状态和武器状态的变化规律,基于战场态势转移概率采用逆向迭代算法生成序贯拦截方案。最终精确求解面向多梯次拦截的动态武器目标分配最优策略,回答“谁来打”“打多少”和“何时打”的水面舰艇防空反导作战决策问题。通过算例验证和数值仿真表明,使用该算法能够获得比静态武器目标分配算法更好的拦截效能,在最好情况下能够降低空中来袭目标72%的威胁期望。

复杂海天背景下红外舰船目标的自动检测方法

近年来,舰船目标的检测与识别技术得到了人们越来越多的重视。研究了复杂海天背景下红外舰船目标的自动检测问题。首先运用小波变换对图像进行预处理,提高了图像的信噪比,从而抑制了噪声和背景杂波。然后针对红外舰船目标总是出现在海天线附近的问题,采用梯度强度均值分割的算法检测了海天线,确定了目标的潜在区域。最后,提出了一种基于行列均值的自适应阈值分割算法,结合使用红外舰船目标的几何特征量,采用特征匹配方法提取出舰船目标,达到了自动检测的目的。实验结果表明:该方法能有效地自动检测复杂海面背景中的红外舰船目标。

海天背景下红外舰船自动目标识别算法

海天背景下红外舰船目标的自动识别是武器跟踪导引的重要内容。针对低信噪比和低对比度的红外图像,首先采取均值平滑滤波和指数增强对红外图像进行预处理,然后在So-bel算子检测梯度的基础上,采用最小二乘迭代拟合出海天线。通过区域生长与合并分割图像,提取出表征舰船目标的典型形状与灰度特征,并进行加权融合以实现对潜在目标的自动识别。实验结果表明该算法能以较高准确率实时识别出舰船目标。

舰舷结构与均质靶板等效关系的基本方法

按照能量等效原则,以穿靶后战斗部的剩余速度相等为基础,运用统计概率分析方法,建立了舰舷结构靶板与均质靶板之间的等效关系.在以打击舰船为目标的半穿甲战斗部穿靶能力试验中确定相应均质靶板厚度,以达到简化试验用靶板及显著减少试验次数的目的.

基于多尺度局部方差的海面红外舰船检测

方差可以表示局部区域中各像素之间的关系:一般情况下,不同的像素相同的邻域大小计算出的方差不同,相同的像素不同的邻域大小计算出的方差也不同。本文构造多尺度局部方差,来计算每个像素的方差随尺度变化的情况。目标像素与其邻域像素的方差随尺度变化大,背景像素与其邻域像素的方差随尺度变化小;最后运用行列投影求出方差变化大的像素作为检测结果。实验结果表明,本文算法可以有效减弱背景中各种干扰的影响,正确检测出红外图像中舰船目标的位置。

基于SUSAN算法和行列均值分割的海面舰船检测

提出一种基于SUSAN检测和行列均值分割的复杂海天背景的红外舰船目标检测算法。首先建立一个简单的舰船轮廓模型,结合SUSAN算子检测得到感兴趣区域ROI,并且感兴趣区域的大小可以由轮廓模型进行一定的控制;然后对感兴趣区域运用改进的行列均值分割得到舰船目标。实验结果表明,提出的算法能正确分割出舰船目标。

水雷障碍对舰船目标流毁伤概率仿真研究

舰船毁伤概率是水雷障碍作战效能的一个重要指标,以舰船目标流毁伤概率为评估指标,原有计算毁伤概率的模型,不仅适用性差而且精度低,难以反映出特定作战条件下水雷障碍对舰船目标流的打击能力。根据水雷障碍打击舰船目标流的情况,建立了相关的仿真模型,对舰船目标流的毁伤概率进行了仿真计算,并分析了舰船航行误差、水雷密度、水雷定次等因素对毁伤概率影响的规律性。仿真结果表明,开展水雷障碍对舰船目标流持续打击能力的研究具有一定的价值,也为水雷障碍结构的合理配置及水雷障碍结构的优化提供了一定的参考依据。

基于Harris算法的自适应双极性红外舰船目标检测

红外舰船目标检测是舰船目标自动识别与跟踪的关键技术之一。针对现有方法在舰船目标成像灰度呈现"双极性"(舰船亮度高于或低于背景)或多极性(舰船目标灰度分布不均匀)的情况下适应能力不足,提出了一种新的红外舰船目标检测方法。为抑制海空杂波干扰提高检测概率,对图像进行均值漂移滤波,利用行垂直方向梯度投影获得感兴趣区域,通过检测区域内目标角点实现舰船目标的自动检测。实验结果表明,该算法能够克服传统算法基于舰船亮度高于背景的假设,在舰船灰度呈现双极性或多级性的情况下获得较好的检测结果。

自航水雷障碍对舰船目标流毁伤效能评估方法

为解决目前常用的舰船毁伤概率计算模型计算结果与实际情况偏离较大,难以满足战术计算和定量决策需求的问题,运用概率论多维随机变量分布理论,构建了目标舰船毁伤概率模型。针对舰船以纵队方式穿越水雷障碍的情况,基于自航水雷的雷位散布特性,综合考虑了水雷布放成功率、动作概率和布放误差等因素的影响。该文方法结果与采用蒙特卡罗模拟法得到的仿真结果差别很小。目标舰船无论以编队形式,还是多艘独立依次穿越水雷障碍,其毁伤概率随雷位横向间距变化规律与通过序列有关。对自航水雷障碍中的雷位进行优化配置,可确保舰船目标流中指定序列舰船达到预期的毁伤概率。

强阳光反射背景下红外舰船目标自适应分割

针对海面有强阳光反射背景下现有红外舰船目标分割算法效果较差,提出了一种有效的红外舰船目标分割方法。利用均值漂移方法的不连续保持性滤波特性,抑制海面小面积强杂波干扰,同时又不损失舰船目标信息。对滤波后图像做行垂直方向梯度均值投影,获取舰船目标感兴趣区域。最后运用改进的行列均值自适应阈值分割算法,结合使用红外舰船目标的几何特征量达到自动分割的目的。

用数值方法分析板梁结构抗动能穿甲性能

船体外板处于舰船防护结构的最外层,在受到半穿甲导弹攻击时起到限制其侵入深度的作用。根据前人的研究表明,考虑到抗穿甲能力、自重以及强度等各种影响因素,板梁结构可能是一种较优的抗穿甲结构形式。然而由于缺乏更深入说细的研究,难以弄清其抗穿甲机理。采用非线性动力学有限元计算程序LS-DYNA对半球形状半穿甲导弹作用下板梁结构抗穿甲性能进行了数值模拟研究。分析了板梁结构在穿甲过程中对弹体动能的吸收情况。对舰船防护结构设计有一定的指导意义。

CEC条件下舰艇编队目标武器分配研究

在分析CEC条件下舰艇编队目标武器分配模式的基础上,综合运用MAS理论与方法,建立了舰艇编队目标武器分配MAS模型,即利用Agent描述舰艇编队的各种物理资源或逻辑资源,通过网络及Agent通讯协议将多个Agent连接成一个整体系统,设计了映射实体功能的Agent结构,从而为舰艇编队目标武器分配决策提供了一条新途径。

多尺度多视点舰船目标红外视景仿真

基于模块化方法构建了舰船目标的多尺度多视点三维特征模型.根据大气传输参数、舰船材质的热物性参数和舰船温度分布,通过设置仿真软件Vega的Sensor Vision模块和Sensor Works模块参数,实现了舰船目标的多视点红外视景仿真.在此基础上,由多视点原始级别的红外仿真图像与二维高斯模糊模板进行卷积达到模糊降分辨率的效果,从而仿真出多尺度多视点的舰船目标红外图像.仿真结果表明,仿真生成的红外图像与实际图像较为接近,符合实际成像条件下的成像规律.

舰艇编队对空中目标的威胁程度判断模型

根据舰艇编队对空防御的要求,综合考虑了目标运动状态和历史战术动作,将目标攻击企图和攻击达成概率纳入目标威胁判断之中,建立了空中运动目标实时威胁程度判断模型,为编队防空作战火力组织提供了基本依据。该模型解决了传统静态威胁判断模型存在的一些问题,模型的仿真结果符合一般战术推理和经验判断,能较好地描述空中目标威胁程度的变化,可以为编队防空指挥自动化决策研究提供一定的参考。

红外舰船目标的投影特征比较

在图像分析中,水平积分投影和垂直积分投影被用来描述目标的灰度分布结构,其缺点是很难用简单的关系将旋转前后的积分投影后的曲线与相同的目标对应起来。因此,提出基于圆周投影的圆周积分投影和圆周梯度积分投影两种图像灰度分布的统计方法。与水平积分投影和垂直积分投影方法进行了比较。实验结果表明,圆周积分投影和圆周梯度积分投影曲线具有良好的旋转和尺度不变性。

舰艇编队目标武器分配问题的研究方法

分析了舰艇编队作战指挥流程,说明舰艇编队目标武器分配(WTA)研究的内涵和复杂性。在此基础上,总结了舰艇编队目标武器分配研究成果,将舰艇编队目标武器分配研究归结为2类分配模式下的优化问题,并论述了舰艇编队目标武器分配模式,综述了舰艇编队目标武器分配研究的主要方法。最后,提出了今后的研究方向。

基于Vega的舰船模型多尺度多视点提取技术

舰船三维目标识别是一个较为复杂的问题,需通过建立完整的、准确的三维舰船目标的二维视图库来描述一艘舰船目标,为此提出了一种基于Vega的舰船多尺度多视点提取技术。首先介绍了舰船目标的三维建模技术;然后研究了怎样由三维舰船模型经由Vega仿真软件自动批量的提取出任意尺度、任意视点的二维舰船视图,并实现自动将不同视点的显示转成二值图像存储。

基于并列选择遗传算法的舰艇编队目标分配问题

为了更好地解决舰艇编队火力最优分配问题,建立了新的舰艇编队武器分配模型,采用并列选择遗传算法实现舰艇编队武器分配问题的求解。解决了以往将武器分配问题抽象为单目标优化的局限性,在保证尽可能发挥我方火力优势使打击效果尽可能好的前提下,使敌方对我方的威胁最小。并列选择遗传算法简单,鲁棒性好,具有较强的全局搜索能力,可以实现对多目标的搜索,从而较好地解决了舰艇编队武器分配问题。最后,通过仿真验证了算法的有效性。