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期刊信息/Journal information
系统仿真学报
系统仿真学报

李伯虎 赵沁平

月刊

1004-731X

simu-xb@vip.sina.com

010-88527147

100039

北京市海淀区永定路50号院

系统仿真学报/Journal Journal of System SimulationCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>《系统仿真学报》是中国系统仿真学会会刊，是中国系统仿真技术领域具有权威性及代表性的学术刊物。其宗旨是报道我国仿真技术领域具有国际、国内领先水平的科研成果, 刊登创新性学术见解的研究论文。《系统仿真学报》由中国系统仿真学会及中国航天科工集团706所联合主办，以中文编辑形式出版，同时附有英文摘要，供国外学者和检索系统引用。本刊始创于1989年，月刊，每期300页左右。《系统仿真学报》的国内影响力逐年提高，据2005年版《中国科技期刊引证报告》统计，《系统仿真学报》的总被引频次为867，在1608种科技期刊中列第188位，在信息科学与系统科学类中列第2位。据《中国学术期刊综合引证年度报告（2005）》统计结果，《系统仿真学报》被列入“科技与生产/技术/自动化”类中的高均值计量指标期刊，总被引频次为1123，影响因子为0.538，Web下载率52.4%，居同类期刊之首。我学报的国际影响力也越来越高，《英国科技文摘SA/INSPEC》连续多年全部收录我学报。2005年《美国工程索引EI数据库》收录我学报814篇论文，收录率为99%。我学报4次获得到中国科协及国家自然基金委的择优性资助。
正式出版
收录年代

    基于3D激光雷达的水面无人艇靠泊参数估计

    王海超尹勇景乾峰丛琳...
    1737-1748页
    查看更多>>摘要：为准确地估计靠泊参数,提出了一种基于艇载3D激光雷达的靠泊参数估计方法.该方法包括2个主要模块:无人艇位姿估计和靠泊状态估计.无人艇位姿估计模块采用点云预处理算法对原始点云进行降采样并滤除异常值,利用点云配准算法实现了无人艇靠泊过程中的位姿估计.靠泊状态估计模块通过MSAC算法提取泊位边界信息,并基于此信息计算靠泊参数.实验结果表明:该算法所得无人艇位姿信息和靠泊参数信息均与实际相符,平均靠泊距离误差小于0.023 m,平均角度误差小于0.26°,验证了该靠泊参数估计算法的准确性和合理性.

    水面无人艇靠泊参数估计无人艇位姿估计靠泊状态估计点云配准

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    面向无人船视觉感知的几何结构保护视差图像拼接

    杨志林尹勇张如凯景乾峰...
    1749-1763页
    查看更多>>摘要：针对海上低纹理、大视差图像拼接过程中由于误对齐产生的伪影问题,提出一种基于点线特征配准和最佳接缝线融合的几何结构保视差图像拼接算法.在传统的基于点特征求解单应变换的基础上引入线段特征,并将潜在的共面局部线段合并为全局线段,为接缝线融合提供精准对齐的条件;在图像融合过程中,利用tanh度量的颜色差异和梯度差异以及引入显著性检测权重来设计接缝切割方法的能量函数,引导最佳接缝线避开图像中显著海上结构,从而确保结构边缘的连续性;使用SIFT flow方法校正拼接缝上的错位像素,实现几何结构准确的海上图像拼接.在20对不同场景数据上的拼接实验表明,与基准方法相比,所提算法的基于SSIM的接缝质量误差平均降低了 44.6％,最多降低66.7％,基于 ZNCC(zero mean normalized cross-correlation)的接缝质量误差平均降低了 24.7％,最多降低了 51.6％,能够有效地避免伪影,从而得到观感自然的拼接结果,满足无人船航行过程中对宽视场的需求.

    无人船视觉感知图像拼接点线一致性配准几何结构保护最佳接缝线融合

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    基于仿真数据库的深潜球壳应力场数字孪生方法

    曹宇李杰王芳刘智翔...
    1764-1779页
    查看更多>>摘要：提出一种基于仿真数据库及数字孪生技术的深潜球壳应力场预报方法,通过建立不同尺度及载荷下耐压球壳的应力场分布仿真数据库,在潜水器上实现了通过单个耐压壳有限传感器布点虚拟传感监测其他关键部位的应力状态.基于数字孪生技术构建三级虚拟结构层,Level-1 DT层实现从有限元仿真模型到数字模型的空间映射及云图展示,球壳的极限承载力实验与数值结果对比误差小于9.4％.Level-2 DT层通过创建数据库实现数字模型的数据样本推演,仿真数据库中未获得尺寸及载荷条件下的球壳应力场分布通过局部拉格朗日插值方法获得,插值应力结果相对于仿真结果的相对误差为4.8％.Level-3 DT层开发了深潜球壳数字模型危险区域应力场分布的机器学习预报功能,通过粒子群算法优化后的BP神经网络保证预测结果与仿真结果的误差小于1％.该方法综合考虑材料性能、结构尺寸和环境载荷,可以为耐压壳结构的实时安全评估提供参考,实现对潜水器单个或多个球壳动应力场分布的动态感知、智能诊断和科学预测.

    仿真数据库数字孪生深潜球壳应力场分布优化算法

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    面向智能航行避碰决策与规划的虚拟仿真测试技术研究

    刘佳仑杨帆谢玲利李诗杰...
    1780-1789页
    查看更多>>摘要：研究了面向智能航行避碰决策与规划的虚拟仿真测试技术.介绍了智能航行在货运船舶中的应用需求,分析了当下避碰决策策略、路径规划算法以及避碰决策与规划测试技术的研究现状.面向货运船舶智能航行避碰决策与规划能力,基于避碰规则中的会遇态势划分,结合四元船舶领域和贝塞尔曲线插值理论,提出了一种智能航行避碰决策与规划算法.构建了 一种基于虚拟仿真环境的避碰决策与规划算法仿真测试方法,通过AIS(automatic identification system)模拟器模拟目标船的状态数据,结合船载综合导航系统(integrated navigation system,INS)实现了避碰决策与规划算法的测试.通过复杂水域仿真测试验证了所提算法的有效性和可行性,为货运船舶智能航行功能的开发与实践提供了参考.

    智能航行避碰决策路径规划虚拟仿真测试技术

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    基于均方根容积卡尔曼滤波的船舶操纵运动响应模型参数辨识

    李晴昊任俊生华焱
    1790-1799页
    查看更多>>摘要：为了解决扩展卡尔曼滤波(extended Kalman filter,EKF)算法在船舶操纵运动模型参数辨识中存在辨识精度低、稳定性差和泛化能力弱的问题,提出了一种基于均方根容积卡尔曼滤波(square root cubature Kalman filter,SRCKF)的辨识算法.在CKF框架下将方差矩阵的均方根代替原始方差矩阵,使用三角分解对其进行预测和更新以提高辨识的稳定性.将EKF作为对比算法,利用四阶龙格库塔法解算的数值仿真数据,对舵角符合舵机伺服机构变化的船舶二阶非线性响应模型参数进行辨识,并将得到的辨识模型开展泛化能力验证试验.结果表明:SRCKF算法具有比EKF算法更高的辨识精度、稳定性和泛化能力.

    参数辨识SRCKF(squarerootcubatureKalmanfilter)四阶龙格库塔法舵机伺服机构响应模型

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    基于改进DBSCAN和距离共识评估的分段点云去噪方法

    葛程鹏赵东王蕊马庆华...
    1800-1809页
    查看更多>>摘要：针对点云数据中噪声点的剔除问题,提出了 一种基于改进DBSCAN(density-based spatial clustering of applications with noise)算法的多尺度点云去噪方法.应用统计滤波对孤立离群点进行预筛选,去除点云中的大尺度噪声;对 DBSCAN算法进行优化,减少算法时间复杂度和实现参数的自适应调整,以此将点云分为正常簇、疑似簇及异常簇,并立即去除异常簇;利用距离共识评估法对疑似簇进行精细判定,通过计算疑似点与其最近的正常点拟合表面之间的距离,判定其是否为异常,有效保持了数据的关键特征和模型敏感度.利用该方法对两个船体分段点云进行去噪,并与其他去噪算法进行对比,结果表明,该方法在去噪效率和特征保持方面具有优势,精确地保留了点云数据的几何特性.

    点云去噪点云数据DBSCAN(density-basedspatialclusteringofapplicationswithnoise)聚类距离共识评估特征保持

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    一种基于深度学习辅助的SINS/DVL组合导航方法

    匡兴红黄傲威
    1810-1822页
    查看更多>>摘要：水下机器人(autonomous underwater vehicle,AUV)导航定位精度一定上程度影响了 AUV的工作效率,由于GNSS无法在水下使用,以捷联惯导系统/多普勒计程仪(SINS/DVL)的组合导航系统受到众多青睐.DVL在部分情况下会失效,若直接将DVL隔离,系统将变为纯惯性导航系统,严重影响导航定位的精度.为了应对DVL在部分波束缺失的情况,提出了一种DLinear-informer辅助组合导航算法.通过DLinear对原始输入数据特有的分解方式,增强了算法对AUV非线性信息的提取与学习,提高了速度预测精度.实验结果表明:所提算法能够准确预测DVL失效期间丢失波束的速度,降低组合导航的位置误差,提高了系统的鲁棒性和定位精度.

    水下机器人捷联惯导系统/多普勒计程仪组合导航波束缺失DLinear-informer

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    基于有限元仿真的ECT感兴趣区域高分辨率图像重建

    张立峰陈达
    1823-1831页
    查看更多>>摘要：感兴趣区域的高分辨率图像重建是电容层析成像(electrical capacitance tomography,ECT)技术的研究热点之一.均匀电极分布的ECT模型仅在重建场域的边界位置具有较高的灵敏度系数,不适用于感兴趣区域成像.为改善感兴趣区域中的灵敏度分布,提高图像分辨率,提出了一种基于有限元仿真ECT感兴趣区域高分辨率图像重建方法,根据保角变换理论优化电极分布.进行了仿真实验,将均匀电极和优化电极分布的灵敏度矩阵代入Tikhonov算法、Landweber算法和ART算法,重建结果表明上述方法可有效提高感兴趣区域的图像重建精度.

    电容层析成像有限元仿真感兴趣区域灵敏度矩阵保角变换电极分布

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    动态数据驱动仿真综述

    谢旭邱晓刚包亦正许凯...
    1832-1842页
    查看更多>>摘要：动态数据驱动仿真是一种"模型和数据相结合"的仿真范式,它将真实系统的观测(数据)持续注入仿真(模型),让数据动态地校正仿真(状态、参数),以此来提高基于仿真的估计和预测能力.由于动态数据驱动仿真融合了模型预测和实时观测两方面的信息,因此它能更准确地估计系统状态并预测状态的未来演化.梳理了动态数据驱动仿真的思想起源和基本概念,延伸介绍了"模型和数据相结合"的思想孕育的一系列仿真范式,并辨析了它们之间的联系和区别;介绍了基于粒子滤波的数据同化方法和identical-twin仿真实验方法;从应用场景、模型和数据、数据同化算法、与新技术的融合等4个维度综述了动态数据驱动仿真的研究现状;从仿真模型、观测数据、数据同化、运行效率、应用领域等5个方面对动态数据驱动仿真未来研究方向进行了展望.

    建模与仿真动态数据驱动仿真数据同化粒子滤波identical-twin仿真实验

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    融合动态窗口法的无人机动态路径规划算法

    刘斌兰莹黄文焘范勤勤...
    1843-1853页
    查看更多>>摘要：为解决路径规划算法在复杂动态环境下寻优性能和避障能力差的问题,提出一种融合动态穿口法的无人机动态路径规划算法(UAV dynamic path planning algorithm combined with DWA,UAV-DPPA-DWA).为获取无人机在静态环境下的最佳引导路径,提出了一种基于偏移程度和障碍物距离评估的改进椭圆切线图算法;如果无人机检测到有移动障碍物,那么通过自适应参数的动态窗口法生成局部避障轨迹;否则,无人机仍沿静态环境下所获得的引导路径飞行.提出多种类型的复杂动态避障场景,并从路径长度和飞行时间两方面来验证所提算法的性能.实验结果表明:相比DWA、A*-DWA、RRT-DWA和PRM-DWA算法,UAV-DPPA-DWA不仅有较强的避障能力得到可行飞行轨迹,还能以短时间沿最佳路径完成任务.

    无人机路径规划椭圆切线图法动态窗口法动态避障

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