运动声阵列跟踪系统坐标模型研究

为了研究运动声阵列跟踪系统的非线性及坐标模型之间的耦合问题,设计了三维运动声阵列的结构模型,分析了声阵列跟踪系统的状态参数;建立了运动声阵列系统的坐标模型,讨论了坐标模型之间的转换关系,确定了输出声阵列观测信息的坐标模型;以目标在匀加速及匀速转弯状态下,建立了运动声阵列笛卡尔坐标模型,分析了模型的非线性因素;基于状态空间的变换方法,建立了运动声阵列的修正极坐标模型,为进一步研究运动声阵列跟踪系统的跟踪算法奠定了理论基础。     

声传感器系统在智能微小型机器人中的应用

由于声音信号的频率较低,以往利用声阵列估计目标方位时,阵列孔径较大。智能微小型机器人中的声传感器系统采用小口径声传感器阵列,利用高分辨算法对坦克进行方位估计。外场试验结果表明,声传感器系统表现了良好的方位估计性能和实时性能,实现了小基阵的方位估计,为声探测技术在小型武器装备中的应用发展奠定了基础。     

基于多尺度贯序式卡尔曼滤波的运动声阵列跟踪算法

为了研究运动声阵列对二维目标在复杂环境中的实时跟踪性问题,根据运动声阵列及二维目标的运动特点建立了状态方程与测量方程,并将其描述为块的形式.根据不同的状态块,利用小波变换把状态块分解到不同尺度上,分别在时域和频域上建立相应尺度上的状态与观测信息之间的关系;采取卡尔曼滤波器递推思想来实现运动声阵列的多尺度贯序式卡尔曼滤波算法,根据最小二乘误差估计理论推导了运动声阵列跟踪系统在球坐标系和直角坐标系下的误差,为提高系统跟踪精度奠定了理论基础,并为工程应用提供了实际方法.与传统的卡尔曼滤波算法相比,Matlab仿真结果表明了本文算法的有效性和优越性.     

阵列声成像系统的设计

提出了一种阵型优化的平面传声器阵列。基于这种优化的阵型,研制了一种声源定位系统,也称阵列声成像系统。该系统硬件上由传声器,数据采集,信号处理和显示控制四个模块组成。软件上,开发了基于数字信号处理器的声源定位程序和基于MFC的显控界面,实现了很好的人机交互。通过半消声室的实验分析,证明了该阵列声成像系统在声场可视化应用方面的有效性。     

基于正四面体阵列的声源定位算法及误差分析

研究麦克风阵列的声源定位问题,由于在语音通信中,声源和传播环境复杂,造成定位精度不高.为解决上述问题,结合声阵列在机器人系统中的应用,提出用正四面体阵列来对目标声源进行定位,利用时间差的定位方法,推导了方向角、仰角、距离的计算公式和由于时间误差引起定位误差的公式,并对结果进行了仿真分析,结果表明,正四面体阵列与平面阵列相比取得了较好的效果,不但提高了精度还降低了声阵列的盲区,尤其是在定距方面,克服了平面阵列随着距离的增大而定距误差变的很大的缺点,实现远距离定位.     

BAT弹药对声目标跟踪的仿真研究

BAT子弹药声探测系统是一种运动声阵列,在随弹体做六自由度运动的过程中实时对目标定向.针对运动声阵列仅有角度信息的条件下对目标跟踪问题,用计算机仿真的方法研究了方向误差、高度误差对目标跟踪的影响.首先建立了运动声阵列定向模型,然后在仅有目标角度信息的条件下提出了运动声阵列对目标的跟踪模型,最后用计算机仿真的方法对跟踪模型进行了仿真研究.结果表明:未知弹体抛洒高度时运动声阵列对目标的跟踪需要很高的测向精度,在已知弹体抛洒高度的条件下,则声阵列定向精度能够满足跟踪要求,且跟踪算法简单、收敛软快.     

水声传感阵列指向性与系统传输性能研究

针对浅海水声通信中水汽界面和海底的反射产生多途效应对信号传输的影响,依据水下声传输原理,分析了水声信道中的噪声特点和产生多途效应机理,研究水声信道中声传感器指向性与传输性能关系,探讨水声传感阵列方式在水下通信环境的优势,设计合理的阵元间连接形式、阵列驱动电路和阻抗匹配电路,保证有效的功率耦合效率。经水下试验测试表明:采用一定指向性的声阵列结构,利用单个阵元波束宽度小于10°,构成阵列结构的波束宽度小于30°,并进行一定阻抗匹配,可减小能量损失,有效提高水声通信系统性能。     

一种用于管道地面标记的阵列式MEMS矢量声传感器仿真研究

针对目前对管道内检测器标记难和测量精度差的现状,提出了一种新型单片集成阵列式矢量声传感器。克服了现有矢量声传感器在油气管道内检测器方位估计中判断信号方位的不足,消除了左右舷模糊的问题。通过用ANSYS软件对阵列式矢量声传感器结构进行仿真,得出该阵列式矢量声传感器的灵敏度为2.05 mV/Pa,一阶模态为438 Hz,固有频率为438 Hz。最后根据分析得出阵列式矢量声传感器在管道内检测器方位估计中的定位角度公式。     

声频定向驱散系统指向性仿真研究

定向发射非致命性噪声攻击优化问题,利用超声波在空气中的非线性传播效应间接产生高指向性攻击噪声,在处置大规模群体性事件中实现定向驱散目的。以数字信号处理器(DSP)调制噪声信号,D类功率放大器将噪声信号功率放大并加载到聚偏二氟乙烯(PVDF)超声波换能器上,由换能器发射超声波信号并通过空气非线性效应自解调出与原噪声信号一致的高指向性攻击噪声,实现噪声攻击定向性。研究换能器阵列对指向性影响,利用MATLAB仿真不同面阵列指向性效果,计算阵列声压级,指出当合理布置换能器阵列可以很好实现定向驱散达到非致命攻击效果,可为声频定向驱散系统在非致命警用武器领域的应用做出理论探索。     

声透镜聚焦相控阵换能器的波束特性研究

聚焦声透镜可以使平面换能器获得与球面自聚焦换能器几乎一样的聚焦效果,但对于平面阵列换能器而言,能否利用聚焦声透镜来增强相控聚焦的效果尚待研究。首先基于声透镜聚焦阵列换能器的几何结构,并利用数值计算和有限元仿真的方法,获得了相控条件下声透镜聚焦阵列换能器的辐射声场。其次,利用FPGA相控发射系统激励32(8×4)阵元声透镜聚焦阵列换能器,并采用探针水听器扫描法,获得了各偏转条件下换能器的相控辐射声场,测试结果与仿真计算的结果基本一致。理论计算与实验结果都表明,利用聚焦声透镜可以使平面阵列换能器获得较好的聚焦波束,在一定范围内主瓣可有效偏转、旁瓣较小;但超出该范围则会出现旁瓣变强、散焦等问题。从加工工艺、制造成本方面考虑,声透镜聚焦阵列换能器可以用于小范围内的无损检测,以及人体的局部超声治疗。     

虚拟环境中的低成本实时立体声显示

三维的听觉信息在多模态交互与集成的虚拟环境巾得到了广泛的应用.以基于HLA平台的装甲兵对抗演示系统为背景,探讨了三维的听觉信息生成和显示问题,根据系统对声音显示节点的要求,研究了扬声器阵列的立体声显示原理、影响人对声音感知的因素、虚拟环境中声音的定位以及声音的距离仿真.基于矢量基幅值相移(VBAP)的方法,提出了在长方体的演示厅空间中建立扬声器阵列的方法,并在系统仿真过程中将虚拟环境中声源分为循环声、非循环声和环境背景声,并对它们的实现和处理过程以及实体可听距离等问题进行了研究.     

浅谈消防警用地理信息系统建设

本文简要介绍了消防警用地理信息系统建设的目标、要求、关键技术及实现功能,重点阐述了警用地理信息系统与现有消防指挥调度系统的关联整合及关键技术。     

基于声表面波传感器阵列的气体鉴别算法研究

声表面波(SAW)传感器阵列具有体积小、功耗低、反应灵敏等优点,在食品检测、环境治理、气体鉴别等领域有广泛的应用前景。结合声表面波传感器阵列的原理及特点,建立和优化了声表面波传感器阵列的数学模型,并对数据进行预处理、主成分分析（PCA）以及BP神经网络分析处理,实现了对气体的鉴别分类,取得了好的实验结果。     

浅谈大型无人机平台应用建设新模式

无人机凭借其机动性强、续航时间长、载重能力大、安全性高及成本低等特点,已在军用、警用及民用领域发挥了越来越重要的作用,成为军事应用、警用应用及民用应用的重要手段。但大型无人机平台应用也面临了一些现实问题,由于军事应用多为突发事件,时效性要求高,民用应用领域广泛,任务种类繁多,警用应用兼具军事及民用应用二者的特点,加之军民警任务分工有交叉但各自装备独立运营,故而导致各自装备系统出勤率及利用率低,无法实现系统的高效协调统一。因此,本文提出了基于军民警三用、平战结合的大型无人机平台应用建设新模式,既能够优化军用、警用、民用无人机之间任务分工,提高设备的出勤率,又能够多载荷"协调+切换"、多数据"监控+落地",实现各类需求覆盖、资源融合共享及统一调度指挥。因此,本文具有重要现实意义和参考价值,为现有大型无人机平台应用模式提供了强有力指引。     

基于A-Star算法警用地图查询系统的设计与实现

介绍了一种基于A-Star算法的警用地图查询系统的设计与实现。系统采用了面向对象技术进行程序设计思想,运用A-Star算法实现了对警用地图的数据进行检索和路径分析,为人民警察工作及时出警、精确打击、高效抓捕提供了技术保证。     

最佳匹配阵列随机共振系统中利用噪声改善信息传输

针对数字通信系统中噪声影响码元传输的问题,为提高系统的可靠性,降低接收信号的误码率（BER）,提出一种基于最佳匹配方法和并行阵列理论的随机共振（SR）系统。首先,利用并行阵列理论来增强单个双稳态系统的随机共振效果;其次,将最佳匹配随机共振微弱信号的检测方法运用到阵列系统中;最后,推导出最佳匹配阵列随机共振系统的信噪比（SNR）增益表达式,并分析阵列单元数对误码率的影响。理论分析和实验仿真表明,最佳匹配阵列随机共振系统相比单个随机共振系统在强噪声背景下对微弱数字信号的检测性能得到提升,系统输出信噪比增益显著大于1,误码率也得到明显降低;且随着阵列单元数增加,阵列系统的随机共振效果越好。实验结果表明,最佳匹配阵列随机共振系统在实际工程中能够有效提高数字通信系统的可靠性。     

警用移动GIS系统的设计与实现

该文将移动GIS技术应用在警务领域中,根据警务工作的现状和发展需要,提出了警用移动GIS系统的架构和设计方案。最后,利用ArcPad二次开发技术,通过Visual Studio.Net平台实现了警用移动GIS系统的初步开发。     

微声传感器在低空飞行器信号采集系统中的应用

提出了一种基于微声传感器阵列的低空飞行器信号采集方案.为满足无人值守,不间断、长时间工作的要求,采用集成化的设计思想设计了体积小、低功耗的声信号采集电路,并在此基础上提出了一种能满足恶劣环境使用要求的微声传感器封装方法,设计了微型防护咪头.进行了机场实地采集试验,该声信号采集系统在机场进行了实地数据采集实验,并使用MATLAB软件将采集到的数据进行了分析对比,结果表明本文设计的微声传感器在低空飞行器信号采集系统中的应用效果良好.     

无人化遥控武器站

本文介绍了无人化遥控武器站的整体设计结构包括立体阵列声探测系统,观瞄系统,稳定控制转台等几大模块。系统运用声、光、热多种探测手段对战场信息进行全方位捕捉,实现对目标的自动提取与稳定控制转台的联动控制,操作人员在安全区域内,仍能实现对目标的快速捕捉和稳定瞄准。     

基于麦克风阵列的储罐内爬壁机器人定位技术

为提高储罐内爬壁机器人的智能水平及作业效率,研究设计了基于被动声定位技术的机器人定位系统.该系统利用麦克风阵列拾取机器人发出的声信号,运用改进的时延估计定位方法处理信号,从而定位爬壁机器人.介绍了系统涉及的语音信号处理方法,并利用卡尔曼滤波算法处理定位数据.实验表明15m内该系统的定位距离误差不超过12cm.