一种基于混合采样的雷达作用范围三维建模方法

针对雷达作用范围二维表现方式的不足,提出了一种基于混合采样的雷达作用范围三维建模方法。以雷达方程为基础,通过地形分辨率网格确定雷达方位角方向的采样步长,使雷达模型对不同精度地形具有自适应性。以雷达的3dB特征点为基准,对雷达俯仰角进行分区域采样,在保证模型外形与雷达特征属性一致的同时有效减少了绘制点的数目。实验结果表明,基于混合采样的三维建模方法不仅能快速、准确完成雷达三维建模,而且能更加直观地展现雷达探测范围。     

基于GPU的机载气象雷达仿真系统设计与实现

详细描述了一种基于GPU的机载气象雷达仿真系统的设计思想和实现方法.首先对卫星图像进行三维重建,得到三维云场体数据,通过加入虚拟地形数据,搭建气象雷达的大气环境激励模块.然后在建立三维云场基础上,根据飞机飞行姿态以及真实雷达的扫描方式,计算飞机前方扇形区域的雷达回波强度,并对雷达回波数据进行数据分析和显示.最后为了实现雷达回波模拟的大规模数据密集型计算,提出CPU+ GPU异构并行的解决方案.实验结果表明,可以实现飞机在大范围飞行情形下对机载气象雷达回波进行实时仿真的效果.     

实测风速分析模拟及微地形下杆塔风速修正方法

输电线路运行安全受强风影响极大,但以往研究缺乏实测风速数据,忽略微地形对风速系数影响。基于气象观测站实测数据,对风速分布特征及重现期进行研究,完成脉动风速谱修正及模拟;通过Google Earth获取输电线路微地形参数,提出4种微地形下风速修正方法,计算风速修正系数。结果表明：GEV模型更适合于江苏地区风速概率分布密度拟合;江苏地区特高压输电线路设计风速应在34.5～39.0m/s;通过季风-台风-季风时间段内风速时程数据模拟得出脉动风速谱吻合程度较高;当杆塔呼称高一定时,风压修正系数随峰高或坡角的增加而变大;当杆塔呼称高/山高数值高于3.0时,风压修正系数为定值。研究结果可基于Google Earth微地形数据准确计算气象观测站附近微地形区杆塔风速。     

应用于电力系统谐波分析的采样周期自适应方法

提出了一种谐波检测时,基于序列相关计算的采样周期自适应方法。该方法首先计算两组相邻采样信号序列的相关系数,根据相关系数和二次修正方程修正采样周期,不断迭代直至采样序列满足同步化收敛条件;最后对最新同步序列进行FFT计算得到各次谐波参数值。该方法无需知道信号的实际频率,在迭代过程中采样点数保持不变,克服了基于相关计算的采样窗口同步化方法中由于采样周期固定所引起的长序列DFT计算。数字仿真计算表明在系统信号频偏较大的情况下该方法收敛速度快,计算量小,计算精度高。     

基于积分复位的电机模拟器端口电压采样方法研究

电机模拟器主要用于电机驱动变频器的性能测试,其端口电压常为变频器的PWM输出电压,电机的模型计算需要实时采样模拟器的端口电压,而直接对PWM电压进行AD采样,则需较高的采样频率才能满足模型计算的准确性要求。针对该问题,本文提出一种基于积分复位的模数结合平均值采样方法,该方法可以有效降低采样频率,实现模型计算对电压采样的精度要求。此外,本文对该采样方法进行了误差分析和采样频率的优化,得到了采样频率的最优选择范围。仿真结果验证了该方法的有效性与优越性。     

基于电场逆运算的输电导线弧垂计算方法

输电导线弧垂是导线运行的重要参数,影响电网的安全稳定运行.为实现导线弧垂的准确监测,提出基于导线工频电场(powerfrequency electrical field,PFEF)逆运算的弧垂计算方法.首先根据悬链线方程,基于有限长线电荷建立导线工频电场的三维计算模型.然后根据导线下方工频电场的实时测量数据,在三维电场模型下利用遗传算法(genetic algorithm,GA)反演得到导线的最大弧垂.考虑电场测量数据受外界环境因素和测量条件的影响,采用最小二乘支持向量机(least squares support vector machine,LS-SVM)建立导线原始测量数据的环境因素修正模型,使修正后的测量数据逼近理想条件下的数据.将修正后的电场测量值作为反演模型的目标参考值,进一步提高弧垂的计算精度.对比银川地区某条典型输电导线的测量数据,验证了该算法的有效性.     

复杂地形下输电线路绕击跳闸次数3维计算方法

实际线路参数超出其有效计算条件的范围时,传统耐雷性能评估方法便不能反映弧垂和输电线路走廊复杂地形对线路绕击耐雷性能的影响。为此,提出了一种计算分析复杂地形下输电线路绕击防雷性能的方法,该方法基于改进电气几何模型(EGM),考虑3维空间内导、地线相对于地面的高度变化以及输电线路走廊复杂地形的影响,以单个档距线路为研究对象,通过求取导线暴露面的水平投影面积来直接计算出该线路的绕击跳闸次数。以某复杂地形下的500 kV输电线路为例,绕击跳闸次数计算结果为0.000 77次/a,与实际运行数据相符较好。结果表明该方法能更准确简便地计算出单个档距输电线路的绕击防雷性能,并能较好地反映出线路走廊地形的影响,可为输电线路差异化防雷研究提供参考。     

海面舰船目标微多普勒周期快速估计方法

提出一种海面舰船目标微多普勒周期快速估计方法。受海情影响,舰船目标处于微动状态中,导致雷达回波产生微多普勒调制。舰船微多普勒参数与舰船结构、目标动力等密切相关,是舰船目标识别的重要依据。在建立海面舰船目标雷达回波模型的基础上,分析了回波的调制特性,并提出一种微多普勒周期快速估计方法。该方法首先基于最小熵方法实现舰船目标主体平动的补偿,然后根据微多普勒区域与噪声区域的熵差异实现目标多普勒区间定位,最后计算截取区域的时频相关系数实现微多普勒周期的估计。其中微多普勒区间的定位降低了时频相关系数的计算量,使该方法的运算效率相比原有算法有较大的提升。在典型场景和雷达参数下,该方法计算效率获得2.5倍的提升。     

基于初相和谐波理论的相位差测量方法

同频周期信号的相位差等于两个信号的初相差。文中给出了一种基于谐波叠加和牛顿迭代运算的周期信号初相计算方法,进而引入准同步DFT非整数修正算法,并提出一种新的相位差测量方法。该方法如下:(1)同步采样被测周期信号的波形数据;(2)应用准同步DFT非整数修正算法获得高精度的谐幅值和谐相角;(3)应用初相计算方法计算各自的初相;(4)计算相位差。仿真实验结果表明该方法可用于满足狄里赫利条件波形的相位差测量,频率漂移适应范围宽,测量精度高。     

应用于频率宽范围波动电网的自适应采样相位差校正法

指出了定速率采样下,非同步采样造成的频谱泄漏是相位差校正法测量误差的主要来源,尤其在对频率宽范围波动的电网信号进行连续测量时,采用相位差校正法可能造成测量失败。文中提出了一种基于自适应采样的改进方法。根据前次测得的基波频率与前次计算所得的频率变化率来预测电网的实时基波频率,并实时修正采样频率,使之跟踪变化的基波频率。分别在自适应采样与定速率采样下使用相位差校正法对频率动态变化的电网信号进行仿真对比。结果表明,该方法较定速率采样方法对同一变频电网信号的幅值测量精度提高一个数量级,相位测量精度提高3~14倍,采样窗长为IEC标准规定窗长的40%。该方法减小了因基波频率动态变化而产生的频谱泄漏,使相位差校正法在频率宽范围波动的电网中能够满足谐波连续测量的精度与实时性需要。     

基于先验距离约束的3D卷积毫米波雷达目标检测方法

用于辅助和自动驾驶系统的各种传感器中,相机和激光雷达的感知性能受天气影响较大,而车载毫米波雷达是一种低成本且几乎不受天气影响的全天候工作器件,对于运动的物体,可提取丰富的多普勒信息。随着雷达技术和开源标注数据集的发展,基于底层雷达数据的目标检测已经成为一个非常有前景的领域。为解决车载毫米波雷达数据的角度分辨率低导致的目标检测和定位不准确的问题,并提升毫米波雷达目标检测的性能,提出了一种基于先验框距离约束的3D卷积毫米波雷达目标检测方法,以实现多种动态目标的检测及分类。在本文方法中,通过设计3D ResNet的特征提取器来表征距离-角度-多普勒张量中的目标信息,解决现有的模型因忽略来自原始3D雷达信号的多普勒信息而表征不足的问题;其次,添加了绝对距离损失函数来训练模型,克服距离对目标呈现的影响,提高目标检测的准确性和鲁棒性;此外,还提出了分距离单元区间重新设置先验框的方法,解决现有方法中先验框设计不合理的问题。所提出的模型在RADDet数据集上进行训练以及测试,实验结果表明：与目前的最先进的方法相比,本文模型在IoU阈值为0.1、0.3、0.5、0.7时均达到最优,其中IoU为0.1和0.3时提升最为显著方法,分别提升了6.6％和5.1％。     

基于视觉映射的三维相机信息可视化改善方法

针对TOF相机三维信息可视化中的突变、拉伸、毛刺等的问题,提出了一种基于仿人视觉映射的TOF相机三维数据信息可视化效果改善处理方法.方法首先研究分析了TOF三维相机和人类视觉系统感知原理,探寻突变、拉伸和毛刺现象的原因.在此基础上,提出了将TOF三维信息的锥形区域显示映射为人类视觉系统平行光模式的视觉映射模型,通过该映射处理达到逼近人类视觉的效果.该算法对多个不同场景进行了实验验证分析,结果表明该方法有效解决了三维显示中的变形和异常问题,有效改善了三维视觉可视化效果,并保持了三维目标的良好空间连续性.     

A novel scheme for global scattering center modeling of radar targets

A novel scheme for extracting the global scattering center model of radar targets is proposed in this paper. The 2D/3D scattering center models can be reconstructed based on the wideband measurements at different viewing angles. The sphere spreading of the 1D scattering center projections is exploited. The 1D-2D/3D scatterer map (OTSM) is designed to manifest the high dimensional scattering characteristic of radar targets. The Hough transform and the least squares method are used to extract the stable scattering centers and their scattering coefficients. This modeling method does not need a high density of the spatial grid, which greatly cuts down the necessary original data. The model built in this way describes the stable point scattering mechanisms in a large spatial extent and can be extrapolated to other frequencies in the optical region. Examples verify the validity of both the model and the method. __________ Translated from Chinese Journal of Radio Science, 2007, 22(3): 436–441 [译自: 电波科学学报]     

广西电网规划建设应用可视化技术实践

文章介绍了广西电网规划建设应用可视化技术的实践成果,主要有2个方面:一是电网运行状态可视化方案,以及PowerWorldSimulator计算程序的功能,论述如何应用该程序构建广西电网规划和调度运行控制可视化平台,并介绍了应用平台研究广西电网的成果;二是三维激光雷达构建输电线路和变电站三维可视化勘察设计平台方案,介绍了输电线路和变电站数字化的初步实际工作成果。     

Rapid vessel prototyping: vascular modeling using 3t magnetic resonance angiography and rapid prototyping technology

Object Conversion of thoracic aortic vasculature as measured by Magnetic Resonance Imaging into a real physical replica. Materials and methods Several procedural steps including data acquisition with contrast enhanced MR Angiography at 3T, data visualization and 3D computer model generation, as well as rapid prototyping were used to construct an in-vitro model of the vessel geometry. Results A rapid vessel prototyping process was implemented and used to convert complex vascular geometry of the entire thoracic aorta and major branching arteries into a real physical replica with large anatomical coverage and high spatial resolution. Conclusion Rapid vessel prototyping permits the creation of a concrete solid replica of a patient’s vascular anatomy Parts of this work were presented at the ESMRMB 2005     

基于地球球面和折射分析地形对雷达的遮挡

在分析地形对雷达覆盖的遮挡中,需要考虑地球球面以及大气层折射的影响.建立以地球中心为原点的三维空间直角坐标系,仿真地球原状,在地球球面的基础上表示地形的高程.同时根据无线电波在大气层传播中的折射理论,利用计算机模拟出雷达射线的轨迹,在此基础上分析地形对射线的遮挡,从而得出雷达信号的覆盖图.已经开发出1套相应的计算机软件...     

电磁场有限元后处理中矢量场的可视化

计算技术的进步使日益复杂、高维问题的分析得到解决，但由此产生的数据量也日益庞大，需要恰当的可视化方法来表述这些数据的含义。尤其是矢量场，不仅要表示出场量的大小，还要表示出方向、位置以及流线。至今为止，三维矢量场的可视化问题还没有得到很好的解决。介绍了电磁场有限元分析的后处理中，矢量场的可视化技术，提出了应用多种方式、多个侧面地表述空间矢量的方法，并以三维涡流场有限元的后处理为例，验证了该方法的可行性。     

基于面向对象技术的变压器三维图形建模

随着当前电力系统对运行信息全景化的要求不断提高,电力设备信息在全生命周期管理、远程故障诊断、三维可视化等方面的重要性也日益增强.文中在研究面向对象的三维信息模型基础上,结合电力企业公用信息模型,以变压器为例进行了面向对象的三维信息扩展建模,构建了符合公共信息模型(CIM)标准的电力设备三维信息模型包,提出了一种面向对象的三维CIM(OCIM3D).在变压器三维模型的基础上,对OCIM3D的建模流程进行了介绍和实践,验证了其可行性,为电力设备的OCIM3D提供了一种具有通用性的建模方法.     

改进相似性度量准则的SAR-BM3D相干斑抑制算法

针对三维块匹配（BM3D）算法在合成孔径雷达（SAR）图像相干斑抑制时存在块相似性度量不准确的问题,提出一种改进广义似然比准则（GLR）的SAR BM3D相干斑抑制算法。该算法根据在光学图像去噪效果良好的BM3D算法,以变换域方法和非局部思想为基础,考虑SAR图像相干斑特性,采用概率相似性度量方法用于块匹配步骤,从而达到较好的相干斑抑制效果。实验证明,提出的算法对SAR图像的相干斑抑制可以获得更高的信噪比和更好的视觉效果。