CCD立靶复合触发技术研究

摘要

CCD立靶作为武器系统射击精度和立靶密集度等重要参数的测试仪器，因具有测试精度高、工作稳定可靠、操作简便等优点而得到越来越广泛的应用。CCD立靶在测试时一般应用炮口触发器作为触发源来控制系统对弹丸图像的采集与处理，对于远距离立靶测试，触发器给出触发信号后仍需要较长时间弹丸才能穿过立靶，这就使得测试系统采集了大量冗余数据，不仅降低了系统的工作效率，而且容易产生漏测、虚警等现象，影响测试结果的准确性和可靠性，因此研究一种适用于不同立靶距离的CCD立靶触发技术十分必要。
　　论文首先对现有的触发方式和设备进行了分析，针对造成冗余数据采集与处理量过大、漏测及虚警等现象的原因进行了深入研究的基础上，研究制定了基于支持向量机(SVM)与DS证据理论的多探测器信息融合方法，该方法以枪（炮）口火焰、弹丸激波以及天幕靶三种触发方式为基础，利用支持向量机理论对被测弹丸的初速度、着靶速度、飞行时间等参数分别进行分类识别，对弹丸进行状态估计得到多个基于探测信息数据的证据体;其次，利用DS证据理论将以经过支持向量机分类识别的多个证据体进行加权融合，从而得到基于被测弹丸的新证据体，将被测弹丸信息传输至决策中心，向CCD立靶控制器提供弹丸出现时间区域，实现复合触发;最后，搭建了复合触发试验平台，分别进行了基于支持向量机与DS证据理论的复合触发仿真论证试验，以及可视化远程火焰探测器的性能验证试验，对试验数据进行了整理与分析。
　　试验及仿真结果表明，所设计的可视化远程火焰探测器能够实现远距离的可靠探测;所采用的基于支持向量机与DS证据理论多探测器信息融合的复合触发方法能够可靠的控制CCD立靶系统采集的数据量，降低了系统漏测率和须经率，提高了测试数据的准确性与可靠性。

目录

摘要

1 绪论

1．1 课题背景来源、研究的目的和意义

1．1．1 课题背景来源

1．1．2 课题研究的目的和意义

1．2 立靶国内外研究现状

1．2．1 立靶国内外研究现状

1．2．2 触发技术国内外研究现状

1．2．3 多探测器数据融合国内外研究现状

1．3 基于支持向量机与DS证据理论的复合触发技术的重要性及潜在能力

1．4 论文研究的主要内容及章节安排

2 复合触发技术总体方案

2．1 复合触发技术总体概括

2．2 触发技术的优缺点

2．2．1 枪(炮)口火焰触发技术优缺点

2．2．2 激波触发技术优缺点

2．2．3 天幕靶优缺点

2．3 可视化远程火焰探测器设计

2．3．1 枪(炮)口火焰光谱频率特性分析

2．3．2 调理电路设计与触发信号阈值电压比较

2．3．3 望远光学镜片组

2．4 基于复合触发系统解算目标初速度研究

2．5 基于天幕靶对目标着靶速度解算研究

2．6 本章小结

3 基于支持向量机与DS证据理论的复合触发算法

3．2 复合触发数学模型的建立

3．3 复合触发多探测器数据融合系统结构

3．3．1 特征级融合

3．3．2 决策级融合

3．3．3 多分类器融合

3．4 复合触发多探测器数据融合的数据准备

3．4．1 时间统一技术研究

3．4．2 弹道状态估计融合

3．5 本章小结

4 基于支持向量机的复合触发分类识别

4．1 基于支持向量机对弹丸目标的识别分类

4．1．1 线性可分情形

4．1．2 线性不可分情形

4．1．3 非线性SVM

4．1．4 多分类SVM

4．2 支持向量机的后验概率输出

4．3 基于混淆矩阵判别弹丸目标可信度估计

4．4 基于支持向量机的多探测器数据分类融合

4．4．1 多探测器数据分类融合体系结构研究

4．4．2 多探测器数据分类融合中数据的不完整性问题研究

4．4．3 多探测器信息融合数据不完整性的修正研究

4．4．4 多探测器数据融合中的邻近核

4．5 基于支持向量机分类识别被测弹丸外弹道参数模型建模分析

4．6 本章小结

5 基于Dempster—Shafer证据理论的多探测器信息融合算法

5．1 Dempster—Shafer证据理论

5．1．1 辨识框架

5．1．2 基本概率赋值函数、信任函数与似真函数的选取

5．1．3 Dempster合成公式研究

5．2 基于证据理论的多探测器信息融合复合触发算法研究

5．2．1 基本框架

5．2．2 基本概率分配函数的构造

5．2．3 DS证据理论的合成规则

5．2．4 DS证据理论的判别准则

5．2．5 基于证据理论的复合触发技术系统结构

5．3 基于复合触发技术特征点的基本概率赋值函数获取方案

5．4 基于DS证据理论的多探测器信息融合的复合触发算法验证分析

5．5 本章小结

6．仿真与试验探测性能分析

6．1 支持向量机与DS证据理论融合仿真与试验验证

6．1．1 基于支持向量机与DS证据理论信息融合的复合触发论证试验

6．1．2 基于支持向量机与DS证据理论信息融合的复合触发仿真试验

6．1．3 实验分析与结论

6．2 可视化远程火焰探测器试验分析

6．2．1 可视化远程火焰探测器性能分析

6．2．2 实验分析与结论

6．3 本章小结

7 结论

7．1 总结

7．2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文

致谢

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