基于数据子空间的探地雷达图像岩体结构分析

地下岩体结构探地雷达探测方法是一种行之有效的方法,探测中探地雷达向地下发射电磁波并记录回波,地下地质结构信息以探地雷达记录的回波图像数据表示。由于环境的复杂性、雷达回波记录信号在传输过程中能量衰减,使得有用的小目标弱回波信号被杂波、噪声等干扰与掩埋,探地雷达记录信号中地下小目标结构特征难于识别,地质解译困难。研究信号子空间多信号分类的数值分析方法,分析处理探地雷达图像剖面数据,并以模拟实验和探地雷达在隧道超前地质预报场地实验中采集的数据为例,验证本方法的有效性,得到了好的效果,实验证明本方法可行。     

强干扰下无源雷达弱目标探测

当存在大型目标、近地机群或欺骗干扰时,无源雷达难以检测弱小目标.基于强信号与照射源发射信号之间的关系,导出了幅度-距离-多普勒曲面与照射源信号自模糊函数的关系,进而提出了在二维FIR(finiteimpulse response)系统辨识基础上抑制强回波以检测弱目标的方法.仿真结果表明,该方法对强信号的抑制超过60 dB;即使弱目标回波信噪比在-24 dB的情况下,也能实现弱目标检测.     

汽车制动力曲线异常检测

研究了制动力曲线异常检测方法, 分析了回踩异常特性, 考虑了制动力检测工况和制动力曲线变化趋势, 基于余弦相似度与相对误差, 对制动力数据进行聚类, 建立了制动力曲线分段算法; 将制动力曲线分为阻滞段、上升段、持续段和释放段, 提取出相应的数据子集; 对3家检验机构的9 120条制动力曲线进行人工筛选和分析, 归纳了制动超前、回踩、增长滞后3种异常特征, 给出了相应异常检测算法; 对于较难识别的回踩异常, 根据动态规划思想, 找出上升段最长连续趋势下降子序列, 计算了该子序列占制动力曲线上升段的行程比, 并结合经验值来判定该子序列是否异常。研究结果表明: 对于维度不大于32的低维制动力数据, 通过余弦相似度可聚类制动力曲线的阻滞段、上升段、持续段和释放段; 对于维度大于32的高维数据, 因为维数较高, 行程比较小, 分界点对整个序列相似度影响较小, 在这种情况下, 必须在考虑相似度的情况下, 通过分界点的相对误差进一步约束聚类结果, 可以确定制动力曲线的阻滞段、上升段、持续段和释放段; 由于采集的回踩子序列占制动力曲线的行程比为9.8%, 大于行程比的经验阈值8.2%, 因此, 该制动力曲线具有回踩异常, 判断结果正确, 方法可靠。      

超声导波检测公路护栏立柱信号处理研究

由于超声导波多模态、易频散的特性,导致其在检测高速公路护栏立柱时会产生复杂的回 波信号,现有方法很难从中提取出有效的特征信号。为了解决该问题,首先提出了一种改进的子空间匹配追踪算法(ISMP)。它是将回波信号的先验信息在过完备Chirp 原子库上逐次迭代,得到 强相关原子集,然后对其再次进行迭代得到待匹配信号的最佳时频原子,从而实现对护栏立柱回波信号的特征提取。利用中心频率为128kHz和64kHz的检测信号进行实验验证,结果表明,ISMP可以有效提取出超声导波回波信号的特征原子,立柱检测长度与实际长度误差小于1%,满足工程检测要求。此外,还提出了一种基于离散傅里叶变换的相位检波算法,通过设置相位检测误差减少噪声带来的干扰。实验表明,在128kHz 和64kHz 检测信号下,可以得到设定相位的有用回波信息,满足工程检测要求。     

有限快拍下的小尺度矢量阵DOA算法

针对小尺度矢量水听器阵条件下ESPRIT算法目标方位估计精度低、多目标分辨能力弱的缺点,提出了一种基于酉变换的DOA改进算法.该方法无需计算观测数据的协方差矩阵,利用阵列的观测数据及共轭信息构造一中心Hermitian对称矩阵,根据酉变换原理将其转化为实数矩阵并用实值ESPRIT方法估计目标方位.由于利用了观测数据的共轭信息,相当于虚拟增加了阵元个数,改进算法有更高的DOA估计精度和多目标分辨能力,在快拍数与阵元数相当时改进算法比协方差方法有更小的计算复杂度.仿真分析结果证明了算法的有效性.     

基于任意阵形矢量水听器阵的二维波达方向估计

提出了基于任意阵形矢量水听器阵列的二维波达方向估计方法．即在阵元方向一致的前提下，矢量水听器阵可以采取任意阵形，也不需要预先知道阵元的空间位置．每个矢量水听器由3个相互正交空间共点的振速水听器和一个声压水听器构成．声压子阵经过旋转后分别变成了3个振速子阵，子阵之间的旋转因子只与目标信号的方向余弦有关，而与矢量水听器的空间位置无关．基于ESPRIT的思想，采用并行TLS矩阵束方法实现对目标信号的方向余弦的估计和自动配对，从而实现二维波达估计．计算机仿真实验结果证明了该方法的有效性．     

一种新的复杂细胞启发下的特征提取方法

鉴于V1区复杂细胞具有提取外界刺激不变本质的能力,设计了一个提取目标图像局部不变特征的方法.该方法首先使用提出的无监督算法（PCICA）,从图像中学习出类似于复杂细胞感受野的滤波器集合.然后利用这些滤波器组成的复杂细胞描述子,提取目标图像各个位置的不变特征.最后对图像特征图进行分块统计,将各区域的直方图序列作为图像的最终描述.测试结果表明,PCICA具有类似于快速独立分量分析算法（FastICA）三阶收敛的特点,从图像中学习出的滤波器集合,表现出复杂细胞感受野的拓扑结构.这些滤波器对于局部图像的微小变化并不敏感,对于检测不变特征十分有利,并在MNIST手写体数据库上取得0.84%的识别错误率.     

基于深度数据的车辆目标检测与跟踪方法

现有基于几何特征的目标检测与跟踪方法误检率较高,目标跟踪过程中的漏检易导致错误的目标关联.针对这些问题,本文提出了一种基于激光雷达(LiDAR)深度数据的车辆目标检测与跟踪方法.根据激光雷达深度数据特性,采用一种基于栅格的参数自动化聚类(PAG) 算法对原始数据进行处理,并在每个聚类中提取目标线段,获取目标特征.在此基础上对车辆目标进行识别,并计算得到目标的位置信息.采用卡尔曼滤波算法,制定滤波器管理策略,完成目标关联及状态估计.最后利用装备有一个前向激光雷达的实验车辆对提出的方法进行验证. 实验结果表明,本文提出的方法可准确识别并跟踪多个车辆目标,避免错误的目标关联.     

复值小波在湖底回波特征提取中的应用

提出了一种应用复值小波变换进行湖底回波特征提取的方法:采用线性相位的复db小波,对复解析信号进行多尺度的复值小波变换,然后提取合适尺度上的幅度信息作为目标识别的特征矢量.结合实测数据的分析表明,利用复值小波变换提取的幅度特征是一种有效、稳健的特征,能获得较高的正确识别率.复值小波变换也可以采用Mallat快速算法,因此这种方法得到特征矢量维数少,使用时实时性能好,便于工程实现.     

目标坡度计算及模拟雷达显示回波改进

为改善模拟雷达回波性能,提高模拟逼真度,论文论述了海区目标的坡度计算,目标坡度与雷达回波的关系,利用坡度改善模拟雷达回波性能的方法,并通过示例验证了方法的可行性.     

宽带多普勒声呐回波模型及特性研究

分析了重复二相相位编码信号的特性,建立了海底回波模型,并推导了海底回波的自相关和功率谱表达式.研究表明海底回波自相关和功率谱为具有不同压缩因子的单元散射信号自相关函数的叠加,并且形状与发射信号基本相同,但是相对发射信号有一定的展宽和拉伸或压缩.利用湖试数据分析和数字仿真证明了理论分析的结论.     

冲击回波主频成像在箱梁孔道压浆检测中的应用

基于冲击回波法检测的基本原理及其目前在土木工程中的应用情况,结合江苏省在建高速公路中对后张法预制箱梁孔道压浆的质量检测需求,通过冲击回波法对箱梁预应力束孔管道的压浆质量进行无损检测,利用冲击回波实测主频的成像,判断后张法预制箱梁孔道预应力束金属波纹管中是否存在空隙。经过凿开验证表明,冲击回波法能准确的定性判断波纹管的位置以及预制箱梁孔道内压浆密实情况,该方法适用于预应力束孔管道的压浆质量检测。     

模糊矩阵理论在蛋白质二级结构分类中的应用

提出一种基于蛋白质二级结构特征序列的三维结构相似性比较方法.以八字母结构字母表中字母组成的联体在整个特征序列中出现的频率为特征源,构造联体频率矩阵,利用离散数学中的模糊矩阵理论对其进行分析处理,最终可以求得一个模糊等价矩阵,并利用此矩阵对待比较的蛋白质进行分类.该方法并不是基于人们熟悉的一维氨基酸序列,而是基于蛋白质二级结构特征序列,该序列由一系列具有局部空间折叠形式的二级结构片段组成.     

双通道冲击回波无损检测响应特性研究

传统冲击回波法多采用单通道检测,但土木工程结构往往尺寸较大,采用单通道检测效率较低。为了提高检测效率,本文提出了双通道冲击回波采集的方法,并采用ABAQUS有限元软件建模分析了不同通道距离工况下冲击回波的响应特性,为多通道冲击回波方法的进一步应用奠定了基础。研究结果表明:对于无缺陷结构,两个通道间的距离对冲击回波峰值频率位置几乎没有影响;对于有缺陷模型结构,当两通道均布置在缺陷上方时,频率峰值位置受两通道距离影响较小,当有一个通道位于缺陷上方时,该通道峰值频率表现为两个冲击回波峰值频率的叠加。     

SAR轨迹偏离条件下三维场景回波模拟研究

由于大气干扰的影响,雷达平台很难按照理想轨迹飞行,因此对SAR轨迹偏离下的三维场景回波模拟研究具有现实意义,但此方面在国内研究较少.文中基于SAR轨迹偏离条件下的回波信号模型,提出了适合此模式的SAR回波模拟频域算法,推导了SAR回波频域模拟公式,分析了算法的性能及应用范围,给出了仿真结果和结论,证明了所提算法的有效性和可行性.     

桥梁预应力管道注浆质量无损检测技术——模型设计研究

为了验证无损检测方法和仪器的准确性,在检测模型设计制作的过程中,提出了新的缺陷设置方法．在不填充其他物品的情况下,制作出存在一定长度和体积缺陷的大比例模型．检测人员使用冲击回波法进行检测,检测结果表明：冲击回波法对缺陷的敏感度较高,具有较强的定位测量能力,但定量测量能力不足,致使缺陷的修补工作无法有效地进行．这也证明了该模型拥有较好的验证能力．     

Range profile target recognition using sparse representation based on feature space

A novel method is presented to improve the recognition rate of warhead in this paper. Firstly, a tool for electromagnetic calculation, like CST Microwave Studio, is used to simulate the frequency response of the electromagnetic scattering. Secondly, the echo and further the range profile are acquired from the frequency response by further processing. Thirdly, a set of discriminative features is extracted from the range profiles of the target. Fourthly, these features are used to construct a dictionary for the sparse representation classifier. Finally, the sample of the target can be classified by solving the sparsest coefficients. Since the reconstruction result is determined by a linear combination of the training samples, this method has a good robustness for the variable features. By formulating the problem within a feature-based sparse representation framework, the presented method combines the discriminative features of each sample during the sparse recovery process rather than in a postprocessing manner. Moreover, based on the feature representation space rather than a single feature or image pixel, the constructed dictionary exhibits both strong expressive and discriminative powers that can enhance the classification performance of the test sample. A series of test results based on the simulated data demonstrates the effectiveness of our method.     

斜拉桥施工过程的非线性仿真分析研究

介绍了斜拉桥施工过程的索力确定与优化方法。精确考虑结构的几何非线性、混凝土的收缩徐变等效应,对大跨度混凝土斜拉桥施工全过程进行仿真分析与研究。编制了相应的计算程序,用于分析湖南某大桥,获得了较好的结果,为该桥的施工监控提供了理论依据,确保了该桥的顺利合龙。     

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ETC收费数据中蕴含着大量的信息,如何利用数据挖掘技术解决运营管理中的问题成为高速公路管理部门的迫切需求.本文选取ETC历史数据构建路径序列事务数据库,针对基本Markov路径预测模型预测准确率低、覆盖率低的缺点,提出了一种基于混合Markov路径预测模型预测高速公路车辆路径的方法,利用该方法实现了高速公路ETC车辆未来通行状态的预测,同时检测出异常的路径序列.实验结果表明,该方法检测结果可靠,总体预测准确率达到83%以上,能够为高速公路管理部门开展收费稽查、提高ETC管理水平提供理论依据和决策参考.