一种水下目标尺度特征无源模拟优化方法 被引量：6

1

作者 罗祎 文无敌 陈鑫 《海军工程大学学报》 CAS 北大核心 2018年第1期98-102,共5页

针对接收应答式水下目标尺度模拟方法对抗主动声引信的不足,提出了利用角反射器线列阵模拟潜艇声反射尺度特征的方法。首先,建立了基于反射器阵的模拟潜艇声反射模型,给出了从目标声反射总强度、亮点分布及尺度特征等方面模拟潜艇尺度... 针对接收应答式水下目标尺度模拟方法对抗主动声引信的不足,提出了利用角反射器线列阵模拟潜艇声反射尺度特征的方法。首先,建立了基于反射器阵的模拟潜艇声反射模型,给出了从目标声反射总强度、亮点分布及尺度特征等方面模拟潜艇尺度特性的实现方法;然后,进行了对抗主动声引信的验算;最后,为增大反射器阵有效反射范围并避免反射盲区,提出了利用多格错位反射器构建反射阵的优化方法,并设计了四格错位反射器单元,该单元显著扩大了有效反射范围并避免了盲区,提高了该方法的有效性。 展开更多

关键词 水雷主动引信 诱骗 角反射器

下载PDF 职称材料

由空中磁场推算线电极参数及海水中电磁场分布 被引量：5

2

作者 文无敌 刘忠乐 李华 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第11期1412-1417,共6页

海水中的线电极可作为舰船电磁场的模拟场源,然而在海水中测量其电磁场操作实施困难,如果能够通过空中的磁场测量来推算线电极在海水中的电磁场分布则能很好地解决这一难题。根据海水中稳恒电流电场的点电极计算模型,推导出线电极在海... 海水中的线电极可作为舰船电磁场的模拟场源,然而在海水中测量其电磁场操作实施困难,如果能够通过空中的磁场测量来推算线电极在海水中的电磁场分布则能很好地解决这一难题。根据海水中稳恒电流电场的点电极计算模型,推导出线电极在海水中的电场、磁场和空中磁场分布的解析表达式,从而提出通过测量空中磁场分布来推算海水中线电极的参数及其在海水中电场和磁场分布。设计了实验室水池测量方案,运用遗传算法(GA)对线电极参数及电缆有效段进行GA编码,计算结果符合实际;由GA计算结果进一步求得海水中电磁场的分布,与理论值达到很好的吻合,证明了方法的可行性。 展开更多

关键词 电磁学 线电极 介质模型 镜像法

下载PDF 职称材料

基于融合式神经网络的目标多磁性参数反演研究

3

作者 文无敌 张广豫 +1 位作者 陈俊 欧阳君 《华中科技大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期130-134,共5页

针对由不同磁性材料构成的复杂目标体多个磁导率参数反演困难的问题,基于深度学习提出了一种高效的融合式神经网络反演方法.首先,通过融合式神经网络中的分类器将大尺度范围目标磁场信号进行粗化分类,以映射到小尺度局部范围;然后,再通... 针对由不同磁性材料构成的复杂目标体多个磁导率参数反演困难的问题,基于深度学习提出了一种高效的融合式神经网络反演方法.首先,通过融合式神经网络中的分类器将大尺度范围目标磁场信号进行粗化分类,以映射到小尺度局部范围;然后,再通过融合式神经网络中的解算器进行多磁性参数的精细化回归预测.将所提出的融合式神经网络与传统的全连接神经网络进行了仿真实验对比,实验结果表明:融合式神经网络对多磁导率参数的推算精度高达97.5%,比传统全连接神经网络具有更高的预测精度. 展开更多

关键词 磁反演 神经网络 多参数预测 深度学习 磁导率

原文传递

模拟潜艇磁场的组合式磁源 被引量：4

4

作者 刘忠乐 石剑 +1 位作者 文无敌 周敏佳 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第12期233-243,共11页

随着航空磁探技术和信号处理技术的发展,航空磁探很可能具备对磁异常信号源的磁场各分量进行探测识别的能力,而目前的磁诱饵研究中,两电极直开口式磁源无法模拟潜艇的空中磁场各分量。针对此问题,提出了3种磁体与两电极式相组合的诱饵... 随着航空磁探技术和信号处理技术的发展,航空磁探很可能具备对磁异常信号源的磁场各分量进行探测识别的能力,而目前的磁诱饵研究中,两电极直开口式磁源无法模拟潜艇的空中磁场各分量。针对此问题,提出了3种磁体与两电极式相组合的诱饵磁源方案,建立了空中磁场模型。针对某型潜艇模型的实测数据,通过遗传算法确定了各类磁源的最优参数,并对它们进行了模拟效果分析、热计算及功率计算。结果表明:与两电极式磁源及多磁体两电极组合式磁源相比,单磁体与两电极式相组合的方案能够在保证磁源整体结构相对简单的前提下较好地模拟目标潜艇的磁感应强度各分量,是较优的诱饵磁源结构。 展开更多

关键词 潜艇诱饵 磁源 空中磁场 航空磁探 功率 遗传算法

原文传递

基于机器视觉的UUV水下沉底目标自主识别

5

作者 庞彦东 曹子健 +5 位作者 文无敌 张伽伟 姬庆 张森 李太伟 张志强 《舰船电子工程》 2024年第3期168-172,共5页

水下无人航行器对目标的自动识别研究是未来水下目标探测领域的发展趋势。针对现阶段水下沉底目标声呐图像探测人工识别工作量大、判别困难等问题,研究了机器视觉中基于Canny算子图像边缘检测结合霍夫线变换去噪的识别方法在水下无人航... 水下无人航行器对目标的自动识别研究是未来水下目标探测领域的发展趋势。针对现阶段水下沉底目标声呐图像探测人工识别工作量大、判别困难等问题,研究了机器视觉中基于Canny算子图像边缘检测结合霍夫线变换去噪的识别方法在水下无人航行器自主探测的应用,为此在湖底布放多个水下沉底模拟目标,尝试了水下无人航行器的目标自主探测方案,通过实际湖上试验对比分析三种水下沉底目标声呐图像的算法识别效果,验证了论文所研究方法的有效性,为后续无人平台自主识别算法研究提供参考,以期提高无人航行器对水下沉底目标的自主探测识别能力。 展开更多

关键词 水下无人航行器 机器视觉 数学形态学 声呐图像

下载PDF 职称材料

基于水平时谐电偶极子模型的舰船轴频磁场传播特性分析 被引量：4

6

作者 庞鑫 刘忠乐 +4 位作者 文无敌 林朋飞 林嘉 唐琼婕 史润泽 《兵器装备工程学报》 CSCD 北大核心 2021年第12期183-187,共5页

为更好地探测识别舰船的轴频信号特征,基于水平时谐电偶极子对舰船轴频磁场在海水中和空气中产生的磁场进行了建模。分析了水平时谐电偶极子在空气中和海水中的矢量磁位,根据麦克斯韦方程组得到了水平时谐电偶极子的磁场分布,分析了不... 为更好地探测识别舰船的轴频信号特征,基于水平时谐电偶极子对舰船轴频磁场在海水中和空气中产生的磁场进行了建模。分析了水平时谐电偶极子在空气中和海水中的矢量磁位,根据麦克斯韦方程组得到了水平时谐电偶极子的磁场分布,分析了不同水深和空中不同高度下磁场的分布特性。由仿真分析可以看出,不同深度的水平电偶极子在海水中,B_(y)磁场分量较其他分量变化小,在空气中不同高度上,B_(z)磁场分量较其他分量变化小,将来可以作为轴频目标检测分析的重点。此外通过南海试验,得到实测数据与模型分析数据特征基本吻合,验证了轴频磁场模型的可行性。 展开更多

关键词 轴频磁场 水平时谐电偶极子 轴频探测

下载PDF 职称材料

一种基于离散Fréchet距离的磁场相似性度量方法 被引量：4

7

作者 石剑 刘忠乐 +1 位作者 周敏佳 文无敌 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第4期856-861,共6页

随着磁场模拟技术的发展,多种磁源能够对目标磁场进行精细化的模拟,传统的磁场判定方法难以对其相似情况进行度量.针对此问题,提出了一种基于离散Fréchet距离的磁场相似性度量特征值.根据磁场曲线的特点,首先改进了Fréchet方... 随着磁场模拟技术的发展,多种磁源能够对目标磁场进行精细化的模拟,传统的磁场判定方法难以对其相似情况进行度量.针对此问题,提出了一种基于离散Fréchet距离的磁场相似性度量特征值.根据磁场曲线的特点,首先改进了Fréchet方法中离散点间的距离评价指标,并提出了能够度量横坐标相似情况且消除目标速度不同的影响的参数,然后得到磁场相似性度量特征值,最后通过实例验证了其可行性.相对于传统方法,该特征值能够对更加相近的磁场曲线的相似情况进行评价. 展开更多

关键词 相似性度量 Fréchet距离 磁场曲线 智能优化算法

下载PDF 职称材料

水下拖缆稳态运动的多目标优化研究 被引量：3

8

作者 王冲霄 刘忠乐 +2 位作者 文无敌 张志强 赵苗 《兵器装备工程学报》 CAS 北大核心 2020年第4期244-248,共5页

通过建立拖缆稳态运动的数学模型,给出运动控制方程,确定拖缆状态的6个参数,采用试验设计的方法在参数取值范围内选取样本点,对尾端拖曳深度和首端张力进行计算,建立尾端拖曳深度和首端张力的二阶多项式响应面模型。优化目标设定为尾端... 通过建立拖缆稳态运动的数学模型,给出运动控制方程,确定拖缆状态的6个参数,采用试验设计的方法在参数取值范围内选取样本点,对尾端拖曳深度和首端张力进行计算,建立尾端拖曳深度和首端张力的二阶多项式响应面模型。优化目标设定为尾端拖曳深度最大化和首端张力最小化,采用多目标遗传算法,给出Pareto最优解集。结果表明,参数在一定范围内,采用近似模型对拖缆优化,可以提高效率,能较为精确分析各参数对拖缆状态的影响。 展开更多

关键词 水下拖缆 稳态分析 试验设计 响应面模型 多目标优化

下载PDF 职称材料

磁诱饵空中磁场模型及其试验验证方法 被引量：2

9

作者 刘忠乐 石剑 文无敌 《探测与控制学报》 CSCD 北大核心 2015年第1期31-35,共5页

在对磁诱饵进行研究或考核时,需要对其在高空中产生的磁场进行验证。针对验证时直接测量困难较大的问题,首先推导出了磁诱饵在统一坐标系下完整的空中磁场模型,该模型可对海水中磁诱饵的空中磁场直接进行计算,并在此基础上,通过分析诱... 在对磁诱饵进行研究或考核时,需要对其在高空中产生的磁场进行验证。针对验证时直接测量困难较大的问题,首先推导出了磁诱饵在统一坐标系下完整的空中磁场模型,该模型可对海水中磁诱饵的空中磁场直接进行计算,并在此基础上,通过分析诱饵空中磁场分布特征,提出了简易测量方法。试验验证表明,该测量方法可应用于磁诱饵空中磁场验证测量中,能够大大降低测量潜艇磁诱饵空中磁场的难度,具有重要的实际意义。 展开更多

关键词 磁诱饵 等效测量 磁感应强度 分布特征

下载PDF 职称材料

基于声磁复合的磁异常探测与定位

10

作者 李毅 刘忠乐 +2 位作者 陈俊 胡家文 文无敌 《舰船科学技术》 北大核心 2023年第22期177-181,共5页

为提高在低信噪比条件下复杂水下环境中磁异常物体的位置探测精度,采用声呐系统提供初始目标定位,将磁强计按照一定配置排布以获得磁异常测量数据。将目标视为磁偶极子,磁异常在一个方向的梯度可以由3个线性无关的函数组合而成,据此可... 为提高在低信噪比条件下复杂水下环境中磁异常物体的位置探测精度,采用声呐系统提供初始目标定位,将磁强计按照一定配置排布以获得磁异常测量数据。将目标视为磁偶极子,磁异常在一个方向的梯度可以由3个线性无关的函数组合而成,据此可以利用声呐提供的位置初始值,结合总场磁强计提供的数据,使用L-M算法解算出偶极子的位置信息。为了降低噪声对位置解算的影响,本文对2个传感器之间噪声的相关性对数据进行预处理,进而推导出了磁异常物体位置的精确计算公式。结果表明,当信噪比为-10 dB时,该方法的求解相对误差小于5%,可为复杂环境下磁异常精密探测提供理论依据。 展开更多

关键词 声磁复合 磁偶极子 OBF算法 L-M算法

下载PDF 职称材料

一种基于DTW算法的磁场相似性度量方法

11

作者 胡家文 刘忠乐 +1 位作者 文无敌 张志强 《水下无人系统学报》 2023年第3期430-435,共6页

在舰船磁场模拟及磁探测系统的目标识别中,需要对模拟或探测磁场与真实目标磁场分布的相似程度进行评估。文中针对以往评估方法存在的问题,提出利用动态时间规整(DTW)算法计算磁场的相似度,解决了目标速度不同和起止点不一致情况下的磁... 在舰船磁场模拟及磁探测系统的目标识别中,需要对模拟或探测磁场与真实目标磁场分布的相似程度进行评估。文中针对以往评估方法存在的问题,提出利用动态时间规整(DTW)算法计算磁场的相似度,解决了目标速度不同和起止点不一致情况下的磁场曲线相似度评估问题;为降低磁场曲线局部扰动带来的影响,利用最长公共子串对DTW算法进行了优化,提高了相似度计算精度;最后以模型试验验证了算法的正确性。与传统评估方法相比,该方法无需人工预先设置参数,能直接给出相似度评价结果,可应用于舰船磁场模拟效果评估及磁探测系统的目标识别。 展开更多

关键词 舰船 磁探测 动态时间规整 相似性度量 磁场曲线 最长公共子串

下载PDF 职称材料

复杂海况下水下拖缆数值分析研究 被引量：1

12

作者 王冲霄 刘忠乐 +2 位作者 文无敌 张志强 赵苗 《海洋工程》 CSCD 北大核心 2020年第2期135-142,共8页

为了解复杂海况下风浪对水下拖缆的影响进行了动力学仿真研究。以P-M谱作为海浪谱密度公式,计算一组不同频率的组成波,采用线性波浪叠加法,计算由波浪引起的空间流场速度及加速度,推导叠加波的干扰力,将不规则波引入水下拖缆动力学模型... 为了解复杂海况下风浪对水下拖缆的影响进行了动力学仿真研究。以P-M谱作为海浪谱密度公式,计算一组不同频率的组成波,采用线性波浪叠加法,计算由波浪引起的空间流场速度及加速度,推导叠加波的干扰力,将不规则波引入水下拖缆动力学模型中,采用四阶龙格库塔积分法对动力学模型进行数值求解,讨论拖缆在不同海况下的动力特性。结果表明,随着海况等级的提高,叠加波的频率范围逐渐降低,拖缆的垂向偏移量以及拖点处张力均会产生明显增加及波动,且其波动周期接近叠加波的平均周期;在不同浪向角的作用下,拖缆波动规律与规则波作用下类似,但也具有一些不规则波的特点。 展开更多

关键词 水下拖缆 集中质量法 海况等级 不规则波

下载PDF 职称材料

海水中带电极电缆空中磁场的实场测量研究 被引量：1

13

作者 石剑 刘忠乐 文无敌 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第7期1295-1301,共7页

在对带电极电缆的空中磁场进行实场测量验证时,电缆的形态通常与理想状态有较大差别,理想状态下的磁场模型无法对其进行有效验证。针对此问题,分析了实场条件下电缆形态与理想状态的区别,对海水中带电极电缆的空中磁场模型进行改进,并... 在对带电极电缆的空中磁场进行实场测量验证时,电缆的形态通常与理想状态有较大差别,理想状态下的磁场模型无法对其进行有效验证。针对此问题,分析了实场条件下电缆形态与理想状态的区别,对海水中带电极电缆的空中磁场模型进行改进,并对改进前后的两种模型进行仿真计算对比。通过模型计算值与实场测量值对比表明,改进后的空中磁场模型的计算值误差较小,能够更好地适用于海水中带电极电缆空中磁场的理论验证。 展开更多

关键词 电磁学 电极 电缆 实场测量 磁感应强度

下载PDF 职称材料

磁诱饵空中磁场验证的测量区域研究 被引量：1

14

作者 刘忠乐 石剑 文无敌 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第6期1046-1051,共6页

对潜艇施放的磁诱饵进行空中磁场验证时,高空中的磁场强度验证过程困难,可在低海拔处进行验证测量,然而磁诱饵磁场在同一海拔的不同区域具有不同的分布特征。为了确定最适合进行验证测量的区域,通过借鉴地形特征统计中的标准差、粗糙度... 对潜艇施放的磁诱饵进行空中磁场验证时,高空中的磁场强度验证过程困难,可在低海拔处进行验证测量,然而磁诱饵磁场在同一海拔的不同区域具有不同的分布特征。为了确定最适合进行验证测量的区域,通过借鉴地形特征统计中的标准差、粗糙度等变化特征参数及水下地形匹配领域中的地形熵,对磁诱饵的空中磁场在目标平面上的分布情况进行分析,研究了以此为依据选择测量区域的方法。利用软件对该选择过程进行了仿真,初步验证了其可行性。并通过海上试验对该方法进行了验证。试验结果显示,通过该方法选择的测量区域的相对测量误差与其他区域相比明显较小。 展开更多

关键词 电磁学 磁诱饵 标准差 粗糙度 磁强熵

下载PDF 职称材料

AUV重力测量的运动加速度建模及平台优选 被引量：1

15

作者 张志强 李建成 +1 位作者 郑晗 文无敌 《海洋测绘》 CSCD 2020年第4期9-16,共8页

针对适合捷联式重力仪的AUV搭载平台的选型问题,基于国内AUV实际航行数据,分析了多推进器组合、推进器和浮力舱组合、推进器和鳍舵组合等3类AUV的定深航行运动特性;推导了AUV水下航行在3个坐标轴方向上对重力仪产生的运动加速度计算公式... 针对适合捷联式重力仪的AUV搭载平台的选型问题,基于国内AUV实际航行数据,分析了多推进器组合、推进器和浮力舱组合、推进器和鳍舵组合等3类AUV的定深航行运动特性;推导了AUV水下航行在3个坐标轴方向上对重力仪产生的运动加速度计算公式,得到运动加速度与AUV水下6个自由度运动要素的解析表达式;基于运动加速度分析,讨论了适用于水下移动重力测量的AUV平台和推进装置设计,进行了AUV搭载平台的优选,并给出了重力仪安装位置建议;选定的AUV实验平台实施移动重力测量验证试验重复线精度达到0.42 mGal,验证了搭载平台优选的有效性。 展开更多

关键词 海洋测量 移动重力测量 自主水下无人航行器 运动加速度 搭载平台优选

下载PDF 职称材料

水下八格空气腔角反射体声散射特性

16

作者 褚子超 罗祎 文无敌 《水下无人系统学报》 2022年第6期740-746,共7页

水下角反射器具有较强的回波特性,可用于标记水下结构、模拟水下假目标等,针对单格角反射器反射范围具有局限性等不足,设计了一种新的八格空气腔角反射体。采用有限元-边界元法,对八格空气腔角反射体和单格空气腔角反射器的声散射特性... 水下角反射器具有较强的回波特性,可用于标记水下结构、模拟水下假目标等,针对单格角反射器反射范围具有局限性等不足,设计了一种新的八格空气腔角反射体。采用有限元-边界元法,对八格空气腔角反射体和单格空气腔角反射器的声散射特性进行仿真对比,分析了八格角反射体由于多格带来的影响,以及改变声源的入射角度、入射波频率和空气腔厚度等因素对八格空气腔角反射体散射声场的影响。结果表明:八格空气腔角反射体散射范围大、具有更大的散射强度,有效弥补了单格空气腔角反射器散射强度低、存在反射盲区等问题;多格之间的相互影响能有效增大散射宽度;由于结构的振动会形成较大范围的散射声场;在不同入射声波频率条件下改变空气腔的厚度对其目标强度无明显影响。 展开更多

关键词 水下角反射器 空气腔 目标强度 声散射特性

下载PDF 职称材料