2020年, 第27卷, 第3期 刊出日期:2020-06-29 上一期   
人工智能基础理论与技术
基于几何深度学习的知识图谱关键技术研究进展
杜博, 万国佳, 纪颖
航空兵器. 2020 (3):  1-10.  DOI: 10.12132/ISSN.1673-5048.2020.0030
摘要 ( 205 )   HTML ( 60 )   PDF(1802KB) ( 183 )   PDF(mobile)(1960KB) ( 30 )  

知识图谱以图的方式承载着结构化的人类知识。 作为将知识整合进入人工智能系统的媒介, 知识图谱的研究日益流行。 知识图谱在众多人工智能相关的应用上崭露头角, 例如问答系统、 信息检索、 自然语言处理、 推荐系统等。 然而, 传统的深度学习不能很好地处理知识图谱这类非欧式数据。 随着图神经网络的快速发展, 几何深度学习成为建模非欧式数据的重要理论。 本文以几何深度学习的视角, 以图神经网络为重点, 总结了近期基于图神经网络的知识图谱关键技术研究进展。 具体地, 本文总结了知识图谱中知识获取、 知识表示、 知识推理这三个较为核心的研究领域, 并展望了未来的研究方向和前景, 探讨知识图谱在航空航天军事上的潜在应用。

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针对神经网络的对抗攻击及其防御
何正保,黄晓霖
航空兵器. 2020 (3):  11-19.  DOI: 10.12132/ISSN.1673-5048.2020.0012
摘要 ( 54 )   HTML ( 6 )   PDF(2092KB) ( 35 )  

随着深度学习和神经网络的不断发展, 深度神经网络已经广泛应用于多个领域, 其安全性也日渐受到人们的关注。 对抗攻击和对抗样本作为神经网络最大的威胁之一, 近年来成为研究的热点。 同时, 对抗攻击及其防御的研究也对神经网络认知能力的提升具有重要的意义。 本文围绕对抗攻击及其防御, 介绍了基本原理和一些经典算法, 并就对抗攻击的意义与作用、 发展趋势进行了阐述。

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标签噪声鲁棒学习算法研究综述
宫辰,张闯,王启舟
航空兵器. 2020 (3):  20-26.  DOI: 10.12132/ISSN.1673-5048.2020.0010
摘要 ( 56 )   HTML ( 2 )   PDF(1386KB) ( 41 )  

在机器学习领域, 监督学习算法在理论层面和工程应用中均取得了丰硕的成果, 但此类算法的效果严重依赖训练样本的标签质量, 在实际问题中获取具有高质量标签的训练样本通常费时费力。 为节省人力物力, 网络爬虫、 众包方法等替代方法被用于对训练数据的采集。 不幸的是, 这些替代方法获取的数据往往存在大量的错误标注, 即标签噪声, 由此带来了很多潜在的问题。 因此, 对标签噪声鲁棒学习算法的研究, 在推广机器学习工程应用、 降低机器学习算法部署成本方面具有重要的意义。 本文对标签噪声鲁棒学习算法的最新研究成果进展进行了全面综述, 分别从标签噪声的产生、 影响、 分类等方面进行了详细的总结, 对每类标签噪声的处理方法进行了介绍, 并对每类处理方法的优缺点进行分析。

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AlphaZero原理与启示
唐川,陶业荣,麻曰亮
航空兵器. 2020 (3):  27-36.  DOI: 10.12132/ISSN.1673-5048.2019.0070
摘要 ( 37 )   HTML ( 6 )   PDF(2219KB) ( 28 )  

近几年, 计算机围棋成功引发了又一轮的人工智能热潮, 从计算机围棋中发展出来的AlphaZero框架成功地应用在其他完全信息条件下的二人有限零和博弈问题, 进而展示出了深度学习和强化学习在智能决策领域的优异性能。 本文首先介绍了AlphaZero框架中三个核心技术: 深度学习、 强化学习以及蒙特卡罗树搜索, 然后详细说明了AlphaZero框架两个关键阶段——AlphaGo和AlphaGo Zero的基本原理, 最后, 对AlphaZero框架提出了自己的思考, 并基于对AlphaZero原理的剖析讨论了其对军事决策智能化的启示。

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深度学习在雷达目标高分辨距离像识别中的研究综述
付哲泉,李相平,李尚生,但波,王旭坤
航空兵器. 2020 (3):  37-43.  DOI: 10.12132/ISSN.1673-5048.2019.0118
摘要 ( 37 )   HTML ( 4 )   PDF(1359KB) ( 28 )  

雷达目标的高分辨距离像包含了丰富的目标信息, 基于高分辨距离像的雷达目标识别一直是军事领域关注的重点和难点。 随着深度学习逐渐成为各领域的研究热点, 基于深度学习算法的高分辨距离像目标识别得到了广泛关注。 与传统方法相比, 深度学习算法可以自动提取目标高分辨距离像数据有效的深层特征, 达到更高的识别准确率。 本文总结了近期深度学习在雷达目标高分辨距离像识别领域的应用和研究情况, 介绍了该领域四个亟待解决的问题。

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基于深度学习的单阶段目标检测算法研究综述
刘俊明,孟卫华
航空兵器. 2020 (3):  44-53.  DOI: 10.12132/ISSN.1673-5048.2019.0100
摘要 ( 35 )   HTML ( 4 )   PDF(1407KB) ( 27 )  

近年来, 深度学习技术推动目标检测算法取得了突破式进展。 基于深度学习的目标检测算法可分为两阶段检测算法和单阶段检测算法。 相比两阶段检测算法, 单阶段检测算法的结构简单、 计算高效, 同时具备不错的检测精度, 在实时目标检测领域中具有较高的研究和应用价值。 本文首先回顾了单阶段检测算法的发展历史, 分析总结了相关算法的优缺点, 然后归纳提出了单阶段目标检测算法的通用框架, 接着对框架中的特征提取模块和检测器进行了深入分析, 指出了其对算法性能的影响, 最后对单阶段检测算法的发展趋势进行了展望。

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面向航空飞行安全的遥感图像小目标检测
李希,徐翔,李军
航空兵器. 2020 (3):  54-61.  DOI: 10.12132/ISSN.1673-5048.2020.0037
摘要 ( 48 )   HTML ( 2 )   PDF(2124KB) ( 58 )  

有人机和无人机等各种新型航空飞行器的发展, 给航空飞行安全带来了极大挑战, 对影响飞行安全的小型目标进行检测是保障安全飞行的首要条件。 本文针对现有基于深度学习的目标检测方法在遥感图像小目标检测时存在的不足, 以及检测目标尺度过小、 图像背景复杂、 噪声干扰等问题, 探讨了深度学习技术在遥感图像小目标检测方面的研究进展, 重点分析了特征金字塔网络、 注意力机制、 倾斜框检测等相关技术在遥感图像小目标检测上的可行性, 提出了一种具有较强泛化能力的目标检测模型。 本文以高分二号遥感图像的高压电塔检测为例进行试验, 结果表明, 本文提出的模型在检测精度和计算开销上可达到更好的效果。

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航空武器技术
基于快速非奇异终端滑模的多弹协同制导律设计
郭正玉,韩治国
航空兵器. 2020 (3):  62-66.  DOI: 10.12132/ISSN.1673-5048.2019.0089
摘要 ( 47 )   HTML ( 0 )   PDF(1519KB) ( 20 )  

针对空空导弹协同攻击高速大机动目标问题, 提出了一种带有期望攻击角约束的多弹协同制导律。 首先, 在纵向平面内建立弹-目几何关系, 建立含有攻击角约束的导弹视线方向和视线法向方向的多弹协同制导模型; 其次, 针对视线方向制导模型, 基于代数图论和有限时间一致性理论设计了视线方向上的协同制导律, 保证3枚导弹能够实现对目标的协同攻击, 并利用现有观测器对目标的机动能力进行估计; 再次, 基于快速非奇异终端滑模控制理论设计了视线法向方向上的制导律, 保证3枚导弹均能够精确命中目标, 同时保证弹-目的视线角收敛到期望的终端视线角, 视线角速率收敛到0; 最后, 仿真验证了所设计制导律的有效性。

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单侧区域分割的多无人机扫描线搜索方法研究
谢朋志,魏晨
航空兵器. 2020 (3):  67-72.  DOI: 10.12132/ISSN.1673-5048.2019.0158
摘要 ( 26 )   HTML ( 0 )   PDF(3039KB) ( 13 )  

本文针对区域覆盖任务需求对多无人机搜索问题展开研究。 首先, 提出一种任意搜索区域的等面积单侧区域分割方法(Unilateral Region Segmentation)。 然后, 每个搜索区域分派一架或一个编队的无人机进行扫描线搜索, 再基于人工势场法来规避障碍物或者威胁从而获得搜索路径。 最后, 进行仿真分析, 验证了该算法在不同情况下的有效性、 鲁棒性以及适应性。 该算法在面向任意搜索区域、 考虑无人机机动性以及存在威胁等问题时具有明显优势。

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基于改进C2算法的弹载雷达抗多径干扰研究
杨寓哲,谢光辉,刘广君
航空兵器. 2020 (3):  73-78.  DOI: 10.12132/ISSN.1673-5048.2018.0064
摘要 ( 28 )   HTML ( 0 )   PDF(1478KB) ( 21 )  

抗多径干扰一直是雷达领域的一大难题。 空空导弹在跟踪海面超低空目标时, 多径干扰严重影响雷达性能, 导致无法发现或辨别目标, 跟踪精度差, 严重时甚至导致丢失目标。 为了有效解决弹载雷达抗多径干扰问题, 本文依托某弹载平台, 通过对C2算法(多目标角度分辨的最大似然估计算法)优化改进, 实现对目标真实位置的有效估计, 采用偏差补偿算法对目标估计位置进行修正, 减小测角误差, 采用动视轴体制, 增大目标回波增益。 仿真结果表明, 动视轴体制下的C2-偏差补偿(C2-BCA)算法能有效减小目标俯仰角估计误差, 提高弹载雷达抗多径干扰能力。

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超材料与带状线相结合的高Q滤波结构设计
乔绅
航空兵器. 2020 (3):  79-82.  DOI: 10.12132/ISSN.1673-5048.2019.0021
摘要 ( 29 )   HTML ( 3 )   PDF(1787KB) ( 25 )  

随着微波射频系统集成化程度的不断提高, 高频模拟电路应用了大量的多层混压、 垂直互联等技术。而每层电路板的高频信号传输需要低损耗、 低串扰的传输线结构。带状线作为一种平面结构, 具备良好的传输与屏蔽特性。本文将平面超材料结构与带状线相结合, 通过研究电磁场与结构之间的互作用机制, 设计出了在49 GHz高达223的高Q滤波特性结构。在此基础上, 对比了圆形谐振环(RR)与开口谐振环(SRR)的谐振特性, 并分析了SRR存在的高阶振荡模式。基于超材料与带状线的高Q滤波技术将为微波电路的小型化、 集成化以及窄带滤波器的研究与设计提供思路。

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试验验证技术
有/无尾喷流效应影响的导弹侧向喷流干扰数值研究
白涛涛,曹军伟,王虎干,孙振华
航空兵器. 2020 (3):  83-87.  DOI: 10.12132/ISSN.1673-5048.2019.0002
摘要 ( 37 )   HTML ( 8 )   PDF(2796KB) ( 32 )  

为研究尾喷流效应对导弹尾端直接力装置侧向喷流与主流流动干扰的影响, 采用三维流场CFD仿真方法。 首先, 对带X形尾舵的旋转体和带发动机的旋转体进行模拟, 分别证明了所采用的计算方法对侧向喷流干扰流场和发动机尾喷流求解的能力; 其次, 开展了侧向喷流与主流在有/无尾喷流影响下的干扰流动数值计算, 研究了0°攻角情况下尾喷流给压强分布、 压力系数、 对称面马赫数及流线、 侧向力及力矩放大因子和后弹体流场结构带来的变化。 结果表明: 尾喷流会大幅提高侧向喷流的效率; 尾喷流不会改变侧向喷口上游的流场结构, 但对弹体底部、 尾舵后缘及侧向喷口下游区域的流场结构影响较大。

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HEMT器件电磁脉冲毁伤机理仿真分析及试验研究
安宁,柴常春,刘彧千
航空兵器. 2020 (3):  88-92.  DOI: 10.12132/ISSN.1673-5048.2019.0199
摘要 ( 22 )   HTML ( 1 )   PDF(2386KB) ( 25 )  

以强电磁脉冲为典型代表的复杂电磁环境对雷达前端关键模块与器件的可靠性不断构成威胁。 本文对雷达前端电路中低噪声放大器的关键器件——GaAs HEMT进行了强电磁脉冲效应仿真研究与试验验证。 利用仿真软件构建了GaAs HEMT的二维热电模型, 并对器件栅极注入强电磁脉冲的情况进行了仿真, 研究发现, 该注入条件下器件内部峰值温度呈现周期性的上升-下降-上升-下降趋势, 最终达到GaAs的熔点温度, 导致器件烧毁, 烧毁位置在栅极下方偏向源极的位置。 通过对低噪声放大器芯片进行注入实验和剖片分析, 在TEM显微镜下观察到GaAs HEMT器件栅极下方靠近源极的区域有明显烧毁, 与仿真结果相符。 通过对仿真数据的处理和拟合, 总结了器件烧毁功率阈值和能量阈值与注入微波脉宽的关系, 得出器件烧毁的功率阈值随着脉宽的增大而减小, 能量阈值随着脉宽的增大而增大, 与经验公式相符。

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一种便携式导弹飞控系统外场实时仿真测试系统设计
常晓飞,李信淦,符文星
航空兵器. 2020 (3):  93-97.  DOI: 10.12132/ISSN.1673-5048.2019.0073
摘要 ( 28 )   HTML ( 6 )   PDF(1952KB) ( 48 )  

随着导弹控制系统和作战任务的日益复杂, 其野外阵地和机动条件下仿真试验设备需求也逐渐凸显。 基于RTX实时操作系统环境, 以Matlab/Simulink作为导弹数学建模工具, 利用RTW工具将Simulink模型自动编译为实时进程, 并通过S函数将RTX驱动集成在Matlab环境, 实现了相关硬件板卡与导弹飞控各种电气信号之间的通讯, 完成便携式外场实时仿真测试系统的研制。 试验结果表明, 该系统结构紧凑、 实时性好, 模型修改方便、 操作性好, 并具有良好的通用性, 能够满足不同武器平台的外场仿真测试需求。

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基于CST的平行线缆串扰仿真分析
乔新,杨晨,董秋杰
航空兵器. 2020 (3):  98-102.  DOI: 10.12132/ISSN.1673-5048.2018.0019
摘要 ( 25 )   HTML ( 2 )   PDF(2382KB) ( 11 )  

导弹数据链、 雷达以及通讯设备等在传输信号时, 容易干扰到弹上其他设备, 严重时将会影响到导弹的作战性能, 其中许多干扰都是线缆电场耦合与磁场耦合产生的串扰。 本文针对导弹不同电缆的电磁耦合问题, 利用CST电缆工作室, 建立平行线缆耦合参数化仿真三维模型, 对不同接收线缆及信号共存体系进行仿真对比, 研究了平行线缆间距、 线缆离地高度、 信号上升沿时间、 线缆类型以及屏蔽层接地方式几种不同因素对接收线缆串扰电压的影响。 仿真结果表明, 增加线缆间距和尽量贴地铺设线缆都能减小干扰, 接收线缆采用屏蔽双绞线并且屏蔽层两端接地才能起到更好的磁场屏蔽作用。

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