1 重庆青年职业技术学院 人工智能学院, 重庆400712
2 中国电子科技集团公司 第二十六研究所,重庆 400060
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**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。
光纤陀螺 单兵 寻北测角 干扰识别与处理 fiber optic gyroscope individual soldier north seeking angle measurement interference identification and processing
本文分析了典型单兵作战场景，包括战场观察、侦察与监视、目标定位与激光指示、轻**精准射击、狙击作战、与隐蔽物后/堑壕中的目标交战、夜间跳伞和机降、夜间作战、从明亮环境进入黑/昏暗室内/地下空间作战、低能见度环境的观察/搜索/射击等。为满足上述作战需求，单兵夜视镜正发展为与可见光、激光、卫星定位、数字指北针、通信等功能模块组合或集成，实现成像、测距、定位、计算、信息融合、火控解算、无线传输等复杂功能的单兵光电系统、轻**光电火控系统和未来士兵系统，使单兵具有更全面和更精确的作战能力。
单兵 单兵作战场景 夜视镜 individual soldier, individual combat scenarios, n
1 中国人民解放军陆军炮兵防空兵学院信息工程系, 安徽 合肥 230031
2 偏振光成像探测技术安徽省重点实验室, 安徽 合肥 230031
单兵伪装目标与背景之间在颜色上有高度的相似性,目标具有高度复杂的姿态,而且存在遮挡问题,这些问题使得单兵伪装目标检测较传统目标检测有很大的挑战性。针对上述问题,提出基于偏振信息和RGB(Red,Green,Blue)信息的深度学习算法,同时构建单兵伪装目标偏振图像数据集CIP3K(Multicam型迷彩伪装数据集和Woodland型迷彩伪装数据集)。基于Faster R-CNN(Faster Region-Convolutional Neural Network)提出一种双流特征融合网络TSF-Net,其能够融合目标偏振特征信息和RGB特征信息。在CIP3K数据集上进行大量实验,用来测试TSF-Net模型与其他检测模型的性能。实验结果表明,相较于Faster R-CNN,TSF-Net模型在两个数据集上的平均检测精度分别提高了8.2个百分点和8.8个百分点,且优于一些主流目标检测模型。
机器视觉 单兵伪装检测 偏振成像 卷积神经网络 数据集
1 北京信息科技大学高动态导航技术北京市重点实验室,北京 100000
2 中国人民解放军63961部队,北京 100000
目前单兵使用筒式发射弹药大都基于前置法提高命中概率,依赖于射手对目标运动信息的估计。目标运动信息主要包括目标相对于射手横向运动的角速率和偏航角,以及目标在弹目连线方向(径向)上的速度。据此提出一种利用固定在发射筒上的MIMU实时测量目标运动信息的方案,使用卡尔曼滤波算法去除传感器数据中的噪声,使用等效旋转矢量法进行姿态解算得到姿态角。设计了试验样机,通过试验验证了方案的可行性,试验结果显示,在5°和28°发射角情况下,目标运动横向角速率最大偏差分别为0.001 5 (°)/s和0.002 5 (°)/s,从而使得射手能够精确获取目标运动信息,进而提高射击精度并减轻操作负担。
微惯性测量单元 目标信息估计 角速率 姿态角 单兵** MIMU target information estimation angular rate attitude angle individual weapon
北京信息科技大学高动态导航技术北京市重点实验室, 北京 100101
针对单兵用小型弹药在肩扛状态下产生的扰动导致的动基座初始对准问题, 研究了一种能够减小人体非规则运动产生干扰的初始对准方法。结合惯性制导系统动基座对准的特点, 建立误差模型, 利用加速度计实时采集数据进行粗对准, 并在精对准过程中采用拓展卡尔曼滤波将位置、速度的误差量作为观测量进行估计, 实时更新姿态矩阵, 最后通过每个轴向姿态角协方差分析该方法的精度。结果表明, 使用该方法能够有效地提高单兵用小型弹药的初始对准精度。
肩扛发射式弹药 单兵 惯性制导 人体晃动 初始对准 拓展卡尔曼滤波 shoulder-fired ammunition individual shooter inertial guidance shaking of human body initial alignment EKF
中国人民武装警察部队公安边防部队士官学校, 云南昆明 650000
设计了一种适用于 3G和 4G通信网络的 G形天线, 可用于单兵作战装备或手机内部, 工作频段覆盖 GSM,3GTDD和 IEEE802.11a, 分别工作在 1.805~1.820 GHz,1.880~1.900 GHz和5.725~5.850 GHz频率范围。这种设计满足了 3G和 4G中单兵作战和手机等多频段通信的需要, 具有质量轻、体积小、剖面低和制造简单等特点。
多频段 单兵作战 倒 F 第三代移动通信技术 (3G) 第四代移动通信技术 (4G) multi-band frequency individual combat inverted -F principle 3G 4G 太赫兹科学与电子信息学报
2018, 16(3): 419
陆军军官学院高过载弹药制导控制与信息感知实验室,合肥 230031
针对目前攻击型无人机战场响应速度慢、难以支援战术分队的现状,提出了小型攻击型四旋翼无人机系统。该系统可由单兵携带,基于四旋翼的高稳定性,能适应各种作战条件,结合图像处理技术,可以帮助士兵分析战场形势,快速识别敌方单位并发起攻击,满足了信息化条件下士兵的作战需求,为陆军战术分队的作战手段打开了更广阔的空间。
无人机 单兵作战 图像处理 察打一体化 UAV individual combat image processing reconnaissance and strike integration
1 北京理工大学, 北京 100081
2 华东光电集成器件研究所, 江苏 苏州 215163
EMCCD作为一种新型的光电传感器, 在现代军用光电成像技术正得到越来越广泛的应用。本文将 EMCCD组件应用于单兵综合侦察仪中, 满足了装备昼夜探测的需求。同时根据约翰逊准则, 考虑系统的光能量传递特性和目标在靶面上的压行数等因素, 理论估算出其作用距离。通过试验结果表明理论估计的正确性, 验证了 EMCCD昼夜通用的性能, 为装备选型提供依据。
光电成像技术 单兵侦察 距离估算 optoelectronic imaging technology EMCCD EMCCD individual reconnaissance distance estimation
1 北京理工大学宇航学院，北京 100081
2 西安现代控制技术研究所，陕西 西安 710065
针对全捷联图像导引头无法直接得到惯性系下的视线角速率问题，提出了基于扩展卡尔曼滤波的制导信息估计算法。首先推导了理想条件下视线角速率的解耦公式。进而基于扩展卡尔曼滤波方程，建立了全捷联体制下的制导信息估计模型，结合单兵便携式制导弹药的作战使用模式，通过蒙特卡洛打靶进行了精度仿真分析。最后通过半实物仿真实验对制导系统的闭环可行性进行了验证。结果表明，通过该算法估计得到的制导信息可以满足全捷联制导弹药命中精度的要求，全捷联图像导引头结合制导信息估计算法的技术途径具有较高的工程价值。
全捷联图像导引头 制导信息估计 扩展卡尔曼滤波 单兵便携式制导弹药 strapdown image seeker guidance information estimate extended Kalman filter man-portable guided munitions
1 空军工程大学装备管理与安全工程学院, 西安 710038
2 中国人民解放军94371部队, 郑州 450000
3 中国人民解放军93975部队, 乌鲁木齐 820006
针对当前单兵作战系统通信网络中所采用的固定分配TDMA算法不能适应大型战场环境和自组织运行需求的问题, 提出一种基于消费算法和二叉树时隙分配算法的动态时隙分配TDMA算法, 即C-TDMA算法, 通过多组载波监听消除接入冲突, 在保证延时的基础上使用消费算法控制节点分组发送量, 提高信道接入公平性, 同时通过二叉树时隙分配算法支持网络分布式运行。仿真结果表明, 对于负载较重、传输混合业务且时延敏感的单兵作战系统网络, 该算法可以消除接入冲突, 提高信道吞吐率。
动态时隙 移动自组织无线网 时延敏感 单兵作战系统 Integrated Individual Soldier Combat System(IISCS) dynamic time slot Ad Hoc time-delay limitation
