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基于AlexNet卷积神经网络的激光雷达飞机尾涡识别研究 被引量：16
1
作者 潘卫军 段英捷 +2 位作者 张强 吴郑源 刘皓晨 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2019年第7期123-130,共8页
为解决飞机尾涡威胁后机飞行安全问题,保障空中交通安全,提高机场和空域容量,提出了一种基于AlexNet卷积神经网络模型的算法,实现飞机尾涡的准确识别。结合多普勒激光雷达探测原理和Hallck-Burnham尾涡速度经典模型,构建了AlexNet神经... 为解决飞机尾涡威胁后机飞行安全问题,保障空中交通安全,提高机场和空域容量,提出了一种基于AlexNet卷积神经网络模型的算法,实现飞机尾涡的准确识别。结合多普勒激光雷达探测原理和Hallck-Burnham尾涡速度经典模型,构建了AlexNet神经网络模型提取大气风场中的尾涡速度云图的图像特征,识别飞机尾涡。研究表明,该模型能够准确识别目标空域中的飞机尾涡,网络模型收敛后对尾涡识别的准确率高达91.30%,并具有低虚警率,能有效地实现对飞机尾涡的识别和预警,达到尾涡监测的目的。 展开更多
关键词 尾涡识别 AlexNet卷积神经网络 目标识别 多普勒激光雷达
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基于k最近邻的激光雷达飞机尾涡识别 被引量：12
2
作者 潘卫军 吴郑源 张晓磊 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2020年第4期471-477,共7页
为了对脉冲多普勒激光雷达探测径向速度场进行识别,建立了基于k最近邻(KNN)方法的分类模型。结合飞机尾涡Hallock-Burnham模型和脉冲多普勒激光雷达特性,提取脉冲多普勒激光雷达探测径向速度场的特征参量。基于现有测试数据,在非均匀背... 为了对脉冲多普勒激光雷达探测径向速度场进行识别,建立了基于k最近邻(KNN)方法的分类模型。结合飞机尾涡Hallock-Burnham模型和脉冲多普勒激光雷达特性,提取脉冲多普勒激光雷达探测径向速度场的特征参量。基于现有测试数据,在非均匀背景风场下利用KNN方法对飞机尾涡进行识别。结果表明,以准确率(ACC)和ROC曲线下的面积(AUC)作为评估标准,所提出的方法对尾流识别所获得的ACC和AUC分别为0.772和0.855。该方法可有效地识别飞机尾涡并具备较好的鲁棒性。 展开更多
关键词 激光技术 多普勒激光雷达 k最近邻 特征提取 尾涡识别
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多普勒激光雷达的飞机尾涡识别方法 被引量：11
3
作者 潘卫军 张庆宇 +2 位作者 张强 李华 吴郑源 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2019年第2期233-237,共5页
为了提高民航安全和飞行效率,实现对尾涡的准确识别,对飞机尾涡的空气动力学理论,特别是经典的Hallock-Burnham尾涡速度数学模型进行了分析研究。结合多普勒激光雷达探测涡流风场径向速度的原理,建立了雷达飞机尾涡探测的径向速度标准模... 为了提高民航安全和飞行效率,实现对尾涡的准确识别,对飞机尾涡的空气动力学理论,特别是经典的Hallock-Burnham尾涡速度数学模型进行了分析研究。结合多普勒激光雷达探测涡流风场径向速度的原理,建立了雷达飞机尾涡探测的径向速度标准模型,引入滑动窗口思想,提出一种基于波形相似度匹配的方法,对尾涡进行自动识别,并给出了详细的算法流程;利用实测的激光雷达风场及雷达底层数据和假设检验方法对该识别方法进行了理论分析和实验验证。结果表明,该算法对飞机尾涡的有效识别率为90%。研究结果对进一步的尾涡监测具有一定参考价值。 展开更多
关键词 信号处理 多普勒激光雷达 尾涡识别 Hallock-Burnham速度模型 滑动窗口 波形匹配
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基于相干多普勒激光雷达的飞机尾涡观测 被引量：10
4
作者 王筱晔 吴松华 +3 位作者 刘晓英 尹嘉萍 潘卫军 王玄 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第9期1-18,共18页
相干多普勒激光雷达(Coherent Doppler Lidar,CDL)凭借高精度、高时空分辨率等优势已成为晴空尾涡探测的主要手段。为了提高飞机尾涡观测效率并实现数据的快速处理和实时显示,基于2018年在四川开展的尾涡观测实验,提出了一种基于CDL频... 相干多普勒激光雷达(Coherent Doppler Lidar,CDL)凭借高精度、高时空分辨率等优势已成为晴空尾涡探测的主要手段。为了提高飞机尾涡观测效率并实现数据的快速处理和实时显示,基于2018年在四川开展的尾涡观测实验,提出了一种基于CDL频谱宽度和径向风速的尾涡快速识别方法,并基于此方法分析了典型机型的尾涡演化过程。结果表明,不同机型的尾涡演化趋势相似,均在距地面约50 m处产生并向下、向外扩散,尾涡环量逐渐减小,但由于近地面效应的影响,会伴有短时间环量增加现象。随着飞机重量和翼展的减小,尾涡的耗散时间缩短,左右涡初始涡核的间距减小,频谱宽度融合现象更明显,该现象消失所历经的时间增加。 展开更多
关键词 大气光学 激光雷达 航空安全 飞机尾涡 快速识别与演化
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基于时空特征融合的飞机尾涡识别 被引量：3
5
作者 潘卫军 冷元飞 吴天祎 《科学技术与工程》 北大核心 2022年第31期14044-14049,共6页
为了实现动态尾流缩减技术,减少进近阶段前机尾流对后机飞行安全的影响。依据相干激光雷达(coherent Doppler lidar,CDL)扫描风场循环周期性特点,提出一种基于时空特征融合的飞机尾涡识别模型。首先,CDL扫描生成的径向速度风场转换成序... 为了实现动态尾流缩减技术,减少进近阶段前机尾流对后机飞行安全的影响。依据相干激光雷达(coherent Doppler lidar,CDL)扫描风场循环周期性特点,提出一种基于时空特征融合的飞机尾涡识别模型。首先,CDL扫描生成的径向速度风场转换成序列输入和块输入。然后,双向长短时记忆(bidirectional long short-term memory,Bi-LSTM)网络用于提取序列输入的时间域特征,卷积神经网络(convolutional neural network,CNN)网络用于提取径向速度风场块输入的空间域特征。最后,将融合的时间域和空间域特征输入全连接层分类器,得到最终分类识别结果。实验团队在深圳宝安机场附近采集风场,并构建尾流数据集来验证所提得融合模型。结果表明:基于CNN和Bi-LSTM时空特征融合模型具有较好的分类性能,在尾涡识别上的准确率、召回率、F_(1)分数分别达到97.13%、97.50%、97.03%,且相比单一模型是一种更有效的识别方式,能够获得实时高效尾流预警。 展开更多
关键词 尾涡识别 双向长短时记忆网络 卷积神经网络 目标识别 相干激光雷达
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基于多普勒谱特征的飞机尾涡识别 被引量：1
6
作者 徐世龙 胡以华 吴永华 《光电子．激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第12期1826-1830,共5页
为解决飞机尾涡威胁飞行安全以及限制机场容量的难题,提出了一种基于多普勒谱特征的尾涡识别算法,以提高尾涡检测性能。构建了飞机尾涡回波多普勒谱模型,分析得出其多普勒谱具有对称性、展宽性以及反比性等重要特征。依据上述谱特征,给... 为解决飞机尾涡威胁飞行安全以及限制机场容量的难题,提出了一种基于多普勒谱特征的尾涡识别算法,以提高尾涡检测性能。构建了飞机尾涡回波多普勒谱模型,分析得出其多普勒谱具有对称性、展宽性以及反比性等重要特征。依据上述谱特征,给出了尾涡识别算法的设计流程,包括回波数据预处理、多普勒谱特征提取和特征门限判决。以空客A-340为例进行了算法的实例计算,结果表明,提取的尾涡回波多普勒谱特征可以用于识别飞机尾涡,其中,幅值反比特征最为严谨,展宽性特征次之,对称性特征较差;在采样数据充足的情况下,算法的综合识别率可达90%以上。 展开更多
关键词 飞机尾涡 尾涡识别 多普勒谱特征 门限判决 飞行安全
原文传递
基于OpenFOAM平台的钝体稳焰器尾流动力学分析
7
作者 王祎 吴宝元 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第4期439-446,共8页
在具有高速来流的燃烧室结构中被广泛采用的钝体稳焰器主要通过尾流流场中的剪切层以及低速回流区达到稳定火焰的目的,因此有必要对尾流非稳态流场进行流体动力学分析。本文基于OpenFOAM开源计算流体力学平台对Volvo试验钝体稳焰器非稳... 在具有高速来流的燃烧室结构中被广泛采用的钝体稳焰器主要通过尾流流场中的剪切层以及低速回流区达到稳定火焰的目的,因此有必要对尾流非稳态流场进行流体动力学分析。本文基于OpenFOAM开源计算流体力学平台对Volvo试验钝体稳焰器非稳态流场进行仿真计算,并采用Omega涡识别方法以及动力学模态分解方法对计算结果进行分析以获取流场流体动力学特性。通过与试验结果进行对比,表明采取κ-ωSST IDDES湍流模型能够获得较为详细的钝体稳焰器尾流流场结构;Omega涡识别方法能够有效识别尾流流场涡结构;采用动力学模态分解方法能够获得具有明确物理意义的流体动力学模态,对于钝体稳焰器尾流动力学研究具有重要意义。 展开更多
关键词 钝体稳焰器 尾流 湍流模拟 OPENFOAM 涡识别方法 动力学模态分解
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