基于一字形传感器阵列的磁性目标定位方法

针对直接反演法受地磁场影响大的问题,通过求解欧拉反褶积公式在水平方向的偏导数,提出了基于磁梯度张量的改进定位算法,并根据磁梯度张量矩阵的绝对值最小的特征值对应的特征向量垂直于位置矢量这一关系,给出了附加约束方程,无需任何先验信息即可得到唯一的定位解。为了消除地磁场的影响,设计和搭建了一字形磁传感器阵列探测系统,并利用有限差分法估算得到了类十字形张量探头中央的磁梯度张量。仿真及试验结果表明:改进算法相比直接反演法受地磁场的影响更小,定位精度更高。     

航拍图像车辆检测中的圆形滤波器HOG特征快速计算

航拍图像中车辆一般近似为矩形结构,因此通过统计检测窗口中的梯度方向直方图并根据梯度主方向估计车辆朝向,将检测窗口旋转到相应方向进行分类器判别。车辆检测采用级联boosting分类器和梯度方向直方图特征,针对旋转窗口中梯度方向直方图特征的计算,设计一种基于圆形滤波器的梯度方向直方图特征。与传统基于积分直方图的梯度方向直方图特征提取方法相比,显著提高了旋转窗口中梯度方向直方图特征的计算效率,在计算每个像素的梯度时采用查找表代替梯度向量的求模和角度计算也减小了计算量。使用真实图像进行的实验表明,该车辆检测算法快速高效。     

地磁场水平梯度对飞机磁干扰补偿精度的影响

分析了地磁场水平梯度对飞机磁场模型的影响,利用航空磁测试验数据和地磁场水平梯度仿真数据,对飞机磁场模型系数进行了求解计算,并对飞机在特定航向上机动飞行时产生的干扰磁场进行了仿真补偿试验.计算和仿真试验结果表明:地磁场水平梯度引起的飞机磁场和方向余弦变化会使飞机磁场求解结果产生偏差,从而降低飞机磁干扰补偿精度.     

基于圆形滤波器HOG特征的航拍图像车辆快速检测算法

航拍图像中车辆一般近似为矩形结构,因此通过统计检测窗口中的梯度方向直方图并根据梯度主方向估计车辆朝向,然后将检测窗口旋转到相应方向进行分类器判别。车辆检测采用级联boosting分类器和梯度方向直方图特征(HOG,Histograms of Orient Gradient),针对旋转窗口中HOG特征的计算,设计了一种基于圆形滤波器的HOG(Circle Filter based HOG,CFHOG)特征,与传统基于积分直方图的HOG特征提取方法相比,显著提高了旋转窗口中HOG特征的计算效率,此外在计算每个像素的梯度时采用查找表代替梯度向量的求模和角度计算也减小了计算量。使用真实图像进行的实验表明本文车辆检测算法快速高效。     

针对磁目标定位失效的改进欧拉定位方法

为解决在偶极子磁场空间中存在部分场点使得磁梯度张量矩阵奇异而导致利用常规欧拉法进行磁目标定位时发生定位失效的问题,以及增强欧拉法在磁偶极子全空间的定位稳定性及可靠性,提出了一种改进的欧拉定位方法。该方法扩展欧拉方程系数矩阵为超定矩阵的形式,得到关于磁目标位置参数的超定方程组,利用冗余的磁场信息实现位置参数的稳定求解。仿真分析结果表明:改进的方法可以有效解决定位失效的问题;进行移动测量时,若磁梯度计在测量基线上产生一定幅度的上下随机浮动或发生随机自转时,该方法依然能够有效实现对磁目标的稳定定位。     

基于舰船磁场模型的离线磁定位研究

目前,海上舰船磁场测量试验获得的数据一般为时间通过曲线,不能直接用于舰船磁场建模。为了解决上述问题,利用遗传算法良好的全局搜索能力,在目标舰船运动参数未知、磁探头存在姿态角的情况下,实现了一种基于单旋转椭球体磁场模型的离线磁定位算法.计算结果表明,该方法效果良好。     

考虑地磁场空间梯度的飞行器磁干扰建模与求解方法

首先,在研究飞行器背景磁干扰模型与小信号模型的基础上,分析了地磁梯度沿纬度与高度的变化规律,分析可知由于飞行器的机动,地磁梯度会对测量结果造成影响;然后,考虑地磁梯度因素,对原有小信号模型求解方法进行了改进：飞行器在四个航向上做小角度的机动飞行,将地磁场沿纬度与高度的梯度作为未知量,与飞行器磁干扰模型中的剩磁参数、感磁参数和涡磁参数一起求解;最后,利用实测试验数据进行了验证,结果表明：考虑地磁梯度的影响与不考虑地磁梯度的影响相比,求解的模型参数可以在细节上进一步提高飞行器背景磁干扰的补偿效果。     

无限大导体平面上凹槽散射的快速多极子分析

采用快速多极子方法计算无限大导体平面上凹槽的雷达散射截面。由电磁场等效原理导出无限大导体平面上凹槽的等效电流和磁流组成的耦合积分方程,用共轭梯度法和电流迭代的方法求解此耦合积分方程,在迭代的过程中用快速多极子方法加快矩阵和向量之间的运算,快速多极子方法的引入使计算量和内存需求都由O(N2)下降到O(N1.5)。给出了算例,计算结果表明本文算法所得的结果与MOM的结果完全相符。     

用于超导磁梯度测量的误差补偿方法

针对基于超导磁力仪的磁梯度测量模块结构,分析了磁梯度测量原理,并结合梯度计的安装误差,分析了超导磁梯度仪不平衡度干扰产生的原因,建立了干扰补偿模型并给出了模型求解方法。在此基础上,在不同环境下分别进行了无磁性目标和有磁性目标的磁梯度测量及补偿实验。实验结果表明:文中所建干扰补偿模型,在保留目标信号的基础上,能够有效消除环境磁梯度噪声,为实现磁场全张量测量提供了必要的技术支撑。     

漏磁信号特征提取及检测研究

介绍了漏磁检测原理和用有限元法计算漏磁场的方法,漏磁场法向分量的峰-峰值随缺陷深度增加而增加,峰-峰值间隔随缺陷宽度增大而增大。在检测中,先去除漏磁信号的奇异值,然后用峰-峰值算法提取缺陷信号特征,根据信号的峰-峰值大小和信号梯度变化作为缺陷判别标准。     

强磁场环境模拟系统线圈支架设计及力学仿真

强电磁冲击环境的核心执行机构是线圈,除保障强磁环境发生线圈的电磁特性外,还须确保线圈支架具有充足的机械特性。在完成对线圈磁电设计的基础上,根据线圈的三维结构图、材料配置、质量分布、各零部件之间连接方式以及线圈固定方式等,建立线圈支架结构整体系统有限元计算模型,对线圈支架系统进行静力、稳定性数值计算分析,并校核联接件强度,为线圈支架结构提供参考依据。对实用大型强磁冲击系统所用线圈整体的力学结构进行设计分析,应用背景较新,且仿真计算过程严格按照实际搭建尺寸进行,具有高度的一致性,为后续搭建强磁环境发生装置提供坚实基础。     

基于引力搜索算法的漏磁缺陷重构

缺陷重构,即从漏磁信号反演出铁磁性材料的缺陷轮廓或几何参数,是漏磁无损评估中的一个重要研究方向。针对缺陷漏磁信号特征及缺陷轮廓特征的复杂性,提出基于引力搜索算法的漏磁缺陷重构方法。依据磁偶极子模型理论分析提取实测漏磁信号有效信息段,径向基函数神经网络作为前向模型,引力搜索算法作为迭代算法,利用其在高维解空间中避免陷入局部最优的能力,得到最优缺陷轮廓,实现缺陷重构。仿真和实验结果表明,基于引力搜索算法的缺陷重构方法能提高重构精度和效率,具有较高的实用价值。     

电磁轨道发射装置动态电感梯度分析

推导了导轨间磁场均匀分布和非均匀分布两种情况下电感梯度数学计算模型。引入了速度频率来模拟电枢发射过程速度趋肤效应,对导轨二维模型以及三维电磁场模型进行时谐仿真,并将获得的单位长度电感以及电感梯度,分别用于电气仿真系统中电感和电枢推力的计算。电气仿真和试验结果表明,电流和出口速度误差均在2%以内,证明了动态电感梯度分析及参数提取方法的正确性和准确性。     

磁偶极子天线方向性的边界元解法

应用边界元法对磁偶极子天线的辐射方向性进行解算,比较数值结果进一步获得传播距离与天线尺度的关系对方向性的影响,有助于进行磁偶极子天线及其电磁探测系统近程工作性能的分析与优化设计.     

基于WSN的目标探测与分类算法

针对WSN监测系统的目标检测与分类问题,提出一种基于直觉模糊推理(IFR)的多源数据融合方法。由模糊推理的思想,设计各状态变量的属性函数。根据目标声强变化和引起的地磁场变化的模型,设计模糊推理规则,并检验了所建规则的合理性。理论分析与仿真结果的对比表明算法能准确地对目标进行分类,且运算量小,适用于计算能力较弱的WSN节点。     

从探头阵列到标准测量点的磁场值转换

针对目前在消磁站对舰船进行磁场测量时,探头阵列所测磁场值不是舰船标准测量点的磁场值这一情况,讨论依据探头阵列(基准测量点)测量出来的磁场值,采用二次二维插值算法计算舰船标准测量点上的磁场值.实验结果表明,该方法计算精度高,具有较高的应用价值.     

高速磁悬浮列车电磁场的模拟计算

采用有限元法研究了高速磁悬浮列车的悬浮和推进电磁场,重点研究了车辆在不同运行条件下悬浮力和推力的变化规律,并得出了经验公式。分析和计算结果表明,悬浮力和推力的大小与功角有关,并且由于定子齿槽和材料不连续的影响,悬浮力和推力都存在六倍频的波动。     

非磁性建筑物空间磁场预测技术

提出了一种预测非磁性建筑物空间磁场分布的新技术.基于等效宏观磁导率和磁化率的概念,利用静磁场积分方程法的正演计算和反演计算技术,找出了试验模块磁场测量值与非磁性建筑物空间整体磁场之间的关系.通过试验模块测量和数学模型仿真相结合的手段,达到了预测低磁钢筋混凝土结构非磁性建筑物空间磁场分布的目的.     

基于物理声学法的目标双基地散射场计算

运用物理声学法预报水下目标双基地散射特性时,由于忽略了阴影面对散射场的影响,存在随着分置角的增大计算误差越来越大的缺点。针对这一问题,提出对目标表面散射积分区域进行修正的方案,从而将物理声学法的适用范围推广到任意分置角。对刚性球体和有限长柱体的散射特性计算结果表明:文中所提出的方法提高了目标大分置角声散射特性的计算精度,可以用于水下目标双基地散射场预报。