基于信道化接收机的Link-16信号盒维数检测算法研究

针对美军及北约部队常用的数据链Link-16的性能特点,结合装备应用实际,提出了基于信道化接收机利用分形盒维数对Link-16信号进行检测的算法。首先建立了信道化接收机的模型,并利用仿真软件进行了蒙特卡洛实验,得到了多个虚警概率下的Link-16信号检测概率。在虚警概率为0.1、信噪比为-3dB时,检测概率在60%以上;在相同虚警概率时,在低信噪比环境下,盒维数检测的性能要优于能量检测。     

一种自适应的快速能量检测方法

信号检测技术中,在给定检测概率和虚警概率进行检测要求的情况下,所需的检测时间与信号的信噪比成反比。一般的信号检测方法是在给定的固定检测时长内进行判断信号是否存在。然而信噪比较高时,以较小的检测时间就能满足系统要求的检测性能,减小检测时延。本文针对能量检测方法,提出一种检测时间自适应的快速能量检测方法,并通过理论分析和仿真验证了提出方法的有效性。     

像素重要性测量特征下的侧扫声呐目标检测

研究了在较低信噪比下,在保证检测概率的前提下尽量降低虚警概率的目标检测,提出了一种针对特定目标的两阶段筛选算法.第一阶段中,首先使用阈值分割出有效点,并定义了一种新的像素重要性测量特征用于初步筛选目标。即通过有效像素点之间的距离来赋以高斯分布的权值,当前像素重要性的值定义为剩余有效点的距离加权和,具有较高的像素重要性值的聚集性强的区域内像素点会被定位出来。第二阶段,使用卷积神经网络分类器排除虚假目标.在实验中,使用近期无人潜器获得的海底数据,召回率与虚警概率分别达到90.39%与2.39%,证明了其相比声呐目标检测主流算法有更好的检测能力。     

基于IMM-UKF的冷水机组故障检测与诊断

由于现场冷水机组往往伴随着大量噪声,为消除噪声对冷水机组故障检测与诊断(Fault Detection and Diagnosis,FDD)结果的误判,本文提出基于交互多模型(Interactive Multiple Model,IMM)和无迹卡尔曼滤波(Unscented Kalman Filter,UKF)的冷水机组FDD框架.根据模型概率提出基于Tanh函数的故障检测指标,设置滑动窗口来选择联合故障检测指标最值,并设置决策阈值.结果表明,故障检测指标采用Tanh函数时的IMM-UKF FDD框架可显著提高滤波模型的鲁棒性和跟踪性能,当故障模型概率与正常模型概率差别不大时弱化其对FDD结果的影响权重,有效降低检测虚警率、提高诊断正确率.     

基于概率成像方法的装配式剪力墙地震作用下损伤演化分析

为了有效监控地震作用下装配式剪力墙裂缝损伤发展过程,提出了基于压电导波的改进概率成像分析方法。通过布设阵列传感器将待检测区域划分为多个子区域,根据发射与接收信号的相干函数提取有效信号;以该有效信号为输入信号,分别计算各子区域中基于信号能量特征差异系数的损伤指标,并利用概率统计方法对该损伤指标进行筛分,排除环境因素的影响;由损伤概率成像算法对检测区域内产生的所有裂缝位置进行叠加成像并提取图像阈值,从而实现装配式剪力墙在地震过程中裂缝损伤发生的判断、定位及演化分析。通过装配式框架-剪力墙结构的振动台试验验证了所提方法及裂缝损伤演化分析的有效性。所提出的改进损伤概率成像分析方法可直观有效地检测装配式剪力墙在地震作用下裂缝损伤的发生、位置及演化过程,可用于装配式结构的损伤监测。     

多天线超宽带穿墙雷达人体微动检测方法

针对隐藏人体目标出现在偏离雷达视角的其它不同的位置或在检测过程中存在身体的偏移等情况使得回波非常微弱甚至没有,导致检测失效的问题。为此,在多发多收(MIMO)雷达体制的基础上提出一种多通道雷达检测方法,将天线放置在合理的位置,以确保人体回波信号能够被检测到。通过对每一通道回波信号预处理,并将所有通道的预处理结果进行小波图像融合和恒虚警(CFAR)处理实现隐藏人体目标的准确检测与定位,这样不仅提高回波信号的信噪比,还增加了雷达探测视角和距离。实验结果表明,该方法能够有效提高人体呼吸微动频率和位置的检测精度,优于传统的单站雷达检测方法。     

基于BWDSP100的点迹处理算法实现

针对雷达信号经过脉冲压缩、滤波、恒虚警检测后的有效回波数据,给出了一种基于国产化芯片BWDSP100的点迹处理设计方案。在常规雷达点迹处理算法的基础上,分析雷达回波信号在速度、距离、方位上的分布特性,给出了点迹处理中频道选大、距离凝聚、方位凝聚等模块的软件实现流程图。实际工程实现验证了这一方案的可行性。     

概率计算在通信信号处理系统实现中的应用

概率计算是一种较为常用的对事件概率进行分析与计算的方法,将概率计算运用在通信信号处理系统中,具有一定发展前景,能够有效提升通信信号处理系统电路抗干扰性与计算精度。本文主要对概率计算进行简要分析,阐述将概率计算运用在通信信号处理系统中的发展状况,继而对发展前景势进行分析。     

一种基于FFT与分段自相关函数的频域LPI信号检测方法

针对LPI雷达信号的检测难题,本文提出了一种基于FFT和分段自相关函数的频域检测算法,通过在频域进行非相干积累来提高信号的检测概率,首先给出了算法的基本原理,然后推导出了噪声在频域的概率分布,然后根据噪声分布规律给出了信号的检测门限,然后通过仿真验证了该算法的准确性和可行性。     

基于模糊神经网络的人体摔倒特征参数算法研究

提出基于模糊神经网络的人体摔倒检测方案,以运动数据、脉搏信号和温度作为特征参量,设计采用三种传感器提供不同的人体信息信号,将模糊算法与神经网络算法融合,计算摔倒报警概率。实验结果表明,该系统能够提高摔倒检测的准确率,降低误报率。     

非接触行人过街信号系统设计研究

为避免行人在过街时与外界进行接触,降低新型冠状病毒传播的风险和概率,为疫情防控提供必要的保障,设计了一种基于感应控制装置的非接触行人过街系统。该系统采用红外识别技术对过街行人进行手势信号的识别,确定行人过街的请求,然后通过行人流量检测子系统和车流量检测子系统,分别对请求过街的行人流量和排队车辆进行检测。从而通过信号控制子系统对检测所得的信息进行处理,并做出相应的信号灯控制。同时,该系统增设了行人过街辅助系统,保障行人过街安全。     

流星余迹突发信号盲检测

在非合作流星余迹突发通信环境中,研究了基于频率域的短时傅里叶变换幅度谱熵的检测算法,先将观测的数据进行短时傅里叶变换,然后定义每一频率分量的谱概率密度函数,最后得出每段观察信号的谱熵,然后研究了复数高斯白噪声信道中流星余迹突发信号存在性检测的问题,将谱熵值门限进行比较,从而检测信号的存在与否。仿真结果表明,该方法具有较好的鲁棒性且不受调制方式的影响,尤其是在低信噪比时能够获得较高的检测概率。     

激光拉曼光谱解谱和处理的方法研究

研究一种拉曼光谱解谱和处理的方法。以化学计量学为基础,信号处理技术为工具,配合计算机算法的数据处理方法。具体为基线校正:对拉曼光谱原始信号进行基于自适应迭代重加权惩罚最小二乘法的基线校正;平滑:对进行完基线校正的拉曼光谱信号进行基于惩罚最小二乘法的平滑;峰检测:对进行完基线校正和平滑的信号进行基于连续小波变换的峰检测。这种基于惩罚最小二乘法的光谱平滑具有快速,可以连续控制平滑度并且可以进行交叉验证得到最客观的平滑值。改善了基于非对称最小二乘法的传统基线校正方法的两个缺陷。同时,基于连续小波变换的峰检测算法可以自动地并且同时考虑峰形和峰高对峰进行检测,最大限度地降低了峰检测假阳性的概率。     

利用正弦调频信号的宽带速度敏感特性抑制混响

有源声呐探测水中低速目标时,混响与目标回波的频率接近,目标回波与混响分离困难。根据运动目标与产生混响的散射体在速度域的差异,利用正弦调频信号(SFM)的速度敏感特性实现目标回波与混响的有效分离。推导了 SFM信号宽带混响抑制能力与速度分辨模糊之间的约束关系,建立了波形优化设计的搜索模型。通过多普勒滤波处理将数据从频率域统一转换至速度域,设定合适的速度门限,去除静止的混响成分。通过仿真分析了 SFM信号的混响抑制能力、调制指数和带宽的关系,在设定的速度范围内平均混响抑制能力较连续波(CW)信号可提高7.5 dB。动目标试验数据的处理结果表明了该方法能够抑制混响中强杂波造成的虚警,通过速度差异性可有效提高对动目标的检测能力。     

基于概率的Lamb波无基线损伤识别方法

本文提出了一种基于概率的Lamb波无基线损伤识别方法,该方法采用分布式的主动传感网络与时间窗函数进行损伤信号的提取,再利用连续小波变换计算损伤信号时间特征,最后根据双曲线概率成像算法对结构进行损伤定位成像。分别采用数值模拟和实验研究对该算法进行了验证,结果证明所提出的方法能够有效地识别损伤。     

稀疏信号重构的罚函数神经网络模型

在压缩感知理论中,针对未知信号的稀疏性和信号非零元素位置的不确定性使得稀疏信号的重构比较困难,以及基于贪婪迭代方法的一系列匹配追踪算法和基于凸松弛方法的一系列基追踪算法对稀疏信号的重构概率不高,提出了一个罚函数神经网络模型。首先在感知矩阵A满足有限等距性质的前提下,压缩感知问题可以转化为等价的l_(1)-范数最小化问题。然后基于罚函数的思想构造能量函数,建立了解决稀疏信号重构的神经网络模型,并对其收敛性和优化能力进行了理论分析。仿真实验结果表明,当信号比较稀疏时,仅需较少的观测数,稀疏信号的重构概率就能接近100%。特别是在不同的观测数下,所提出的神经网络模型与正交匹配追踪算法、压缩采样匹配追踪算法及l_(1)-正则化最小二乘法相比,信号的重构概率分别平均提高了4.93、14.07、2.73个百分点。     

非平稳噪声背景下瞬态声脉冲检测新方法

针对非平稳噪声背景下瞬态声脉冲检测难的问题,基于倒谱信号的时域分布特征,提出利用倒谱—小波进行瞬态脉冲检测的新方法,经严格的理论推导证明了该方法的可行性。数值仿真和实验数据处理表明,倒谱—小波方法的检测概率远优于传统能量检测和基于DFT的Power-law检测,尤其在极低信噪比条件下,传统检测方法皆已失效,而本文方法仍然可以获得良好的检测效果。本文工作为进一步研究水声瞬态脉冲的检测提供了技术途径和理论依据。     

近场子空间聚焦的碰摩故障声发射定位方法

针对宽带多源声发射信号的相干、多模态和能量衰减快问题,提出一种近场多重相干信号子空间聚焦的定位算法用于碰摩故障声发射源的定位检测。首先,为滤除干扰模态波、减小频散效应,采用基于模态声发射传播特性分析的小波分解滤波方法,从碰摩初期的声发射信号中获取零阶模态波及波速用于定位计算;其次,为实现信号解相干,提出基于双边相关变换(TCT)的近场聚焦矩阵估计方法;最后,针对声发射信号的能量衰减快问题,利用近场基于特征分解的多重信号分类(N-MUSIC)的空间谱估计方法来实现声源的精确定位。理论分析和实验结果表明:该方法定位精度高、计算复杂度低、稳定性强,能有效识别多个相干碰摩声源。相比传统相干子空间算法(CSM),该方法减少了信号初值和聚焦频点的计算量,对双声源的分辨概率较现有修正近场多重信号分类算法提高了17%,是一种有效的碰摩故障源检测方法。     

可控震源技术在锚杆锚固质量无损检测中的应用

本文从完善锚杆锚固质量检测体系出发,提出以可控震源技术实现对应力波信号的精确控制,并调制出具有良好自相关性的Chirp信号作为震源信号。借助自主开发的Delphi应用程序,笔者实现了多种检测信号,并对信号的频带、自相关特性等特点进行了对比研究,结果证明Chirp信号非常适合于作为锚杆质量检测信号,而且可控震源技术的实现也必然引发锚杆质量检测精度的大幅提高。     

基于小波变换的信号奇异性检测研究

信号的突变性或奇异性经常携带有比较重要的信息,它是信号重要的特征之一。本文介绍了小波变换的基本概念,讨论了小波变换的奇异性检测方法,可以应用于海洋声波信号的奇异性检测。阐述了高斯和Daubechies小波函数的信号奇异性检测原理及其MATLAB仿真实现,分析了信号奇异点的定位方法和小波检测效果,并指出了利用此方法时对所用小波函数的要求及小波尺度的选取对检测结果的影响,为非平稳信号的奇异性检测的研究提供了一种行之有效的方法。