多声源定位的关联模糊消除方法研究EI北大核心CSCD

基于到达时差(Time Difference of Arrival,TDOA)的多声源定位中,由于麦克风阵列对测量的TDOA值无法与目标声源进行关联,声源定位过程会产生关联模糊,从而影响多声源定位结果的精度。针对这一问题,提出基于阵列重构的多声源关联模糊消除方法。通过广义互相关(Generialized Cross⁃Correlation,GCC)算法估计麦克风阵列的TDOA值,再利用排序算法获得定位麦克风阵列所有可能的TDOAs序列,并基于Chan算法估计所有可能的声源。通过轮换定位麦克风阵列的参考麦克风,构造多组校验子阵列,利用真实声源与阵列麦克风的相对位置关系来滤除虚假声源。对于不同校验子阵列筛选出的所有声源位置,以出现频数最大化原则再次进行冗余校验,从而提升最终筛选真实声源的准确性。仿真及实验结果表明,该方法能够以最少数量常规麦克风有效消除多声源定位中的虚假声源。在同等麦克风数量的情况下,该方法的定位精度及定位鲁棒性高于对比方法。     

数据关联方法在多点定位系统中的应用

多点定位系统应用于广域目标定位时,可以采用目标气压高度对定位算法进行修正,从而保证算法的收敛性,提高定位精度.但不是所有民航机载二次应答机发送的应答信号模式中都包含目标气压高度,为了解决这个问题,多点定位系统采用了一种数据关联方法,使得在没有获取到目标气压高度时可以利用关联获得目标上时刻最新高度,由此修正定位算法.此外,通过关联还可以获取目标上时刻最新水平位置,在由于监视区域宽广造成只有3个站来定位目标而出现双解时可利用该水平位置选取正确解.通过实际数据测试验证了该方法的可行性.     

一种基于蝙蝠算法的多目标跟踪数据关联方法

针对多目标跟踪中的数据关联问题,提出了基于蝙蝠算法的数据关联方法。首先将多目标数据关联问题建模成组合优化问题,结合数据关联的特点,对蝙蝠算法的搜索更新规则进行改进,使其可以应用于多目标的数据关联问题,并给出了基于蝙蝠算法的多目标数据关联的详细流程。通过仿真实验和被动声呐实测数据测试表明,基于蝙蝠算法的多目标数据关联方法切实可行并且具有较好的效果。     

基于双耳语音分离和丢失数据技术的鲁棒语音识别算法

鲁棒语音识别技术在人机交互、智能家居、语音翻译系统等方面有重要应用。为了提高在噪声和语音干扰等复杂声学环境下的语音识别性能,基于人耳听觉系统的掩蔽效应和鸡尾酒效应,利用不同声源的空间方位,提出了基于双耳声源分离和丢失数据技术的鲁棒语音识别算法。该算法首先根据目标语音的空间方位信息,在双耳声信号的等效矩形带宽（Equivalent Rectangular Bandwidth,ERB）子带内进行混合语音信号的分离,从而得到目标语音的数据流。针对分离后目标语音在频域存在频谱数据丢失的问题,利用丢失数据技术修正基于隐马尔科夫模型的概率计算,再进行语音识别。仿真实验表明,由于双耳声源分离方法得到的目标语音数据去除了噪声和干扰的影响,所提出的算法显著提高了复杂声学环境下的语音识别性能。     

图像处理方法用于声压敏感核声图的目标定位

利用目标前向散射的扰动声线法适用于在浅水信道对目标进行定位,但所得到的声压敏感核声图的交汇效果易受水底地形不匹配的影响,提出了一种基于图像处理的目标定位方法。首先利用多次的单阈值Otsu方法对多阈值Otsu方法进行改进,确定备选区域;然后从备选区域中选择扰动声线穿过最多的区域并计算重心。仿真结果表明该定位方法不但能够正确定位目标,减小人工判断声图的工作量,而且同样适用于声压敏感核声图交汇效果较差的情况,能够辅助人工判断来减少误判。     

一种基于灰关联分析的语音/音乐分类方法

针对音频信号的特点,提出了一种将灰关联分析应用于语音/音乐信号的分类方法,并给出了对音频信号进行灰关联分析的方法和步骤。利用语音和音乐信号的短时能量均方根的概率统计特征值建立了目标的参考数据和比较数据,进行了不同语音和音乐信号的灰关联分析,确定了目标分类的判据,并对两类信号以及含有独立两类信号的音频信号进行了分类。仿真结果表明:基于单特征值的音频信号灰关联分析方法实现过程简单,分类平均准确率达到90%,优于文献[4]中基于1种和2种特征值的分类性能。     

微弱信号强干扰分离方法研究

利用地声测量系统进行水中目标的探测具有比常规水中探测更大的优越性,但是地声信号易受很强的低频能量干扰。EMD方法可以根据信号产生的机理的不同将信号分解成不同的模态,从而达到去除强低频干扰的目的。文中进行地声信号的EMD处理来提取趋势项的成分,并建立了基于IMF分量的趋势判断准则。试验数据的处理结果表明,采用EMD方法可以在保留信号特性的条件下,有效地分离信号中的复杂趋势项干扰。     

声呐目标跟踪关联中的模糊关联方法

声呐目标跟踪关联是为了获得精确的状态和属性估计、完全和实时的态势和威胁评估。在多台声呐系统联合探测中,根据相同目标、不同观测具有相似特征,提出了声呐目标模糊关联算法。模糊关联能够处理模糊性和不确定性信息,求解具有相似特征目标的关联值。通过将探测目标的方位数据模糊化,利用观测的模糊量和模糊隶属度函数进行数据关联,计算关联时长内两台声呐探测目标方位的关联值,仿真分析验证了上述算法的有效性并取得了较好的实验效果。     

基于声发射Lamb波频散特性的轴承损伤单传感器定位

对大型轴承表面损伤进行定位，有助于及时发现故障，加快修复速度。提出了一种使用单个声发射传感器对大型轴承表面损伤进行定位的方法。针对轴承环形结构，利用Lamb波频散特性，估计不同频段信号的可能模式和传播速度，使用Akaike信息准则(AIC)确定不同频段信号到达传感器的时间差。根据不同频带到达传感器的时间差估计不同模式下声发射源位置。针对传播模式不确定和仅利用一个时间差的镜像位置问题，改变传感器位置后对同一声发射源进行第二次定位，剔除不合理的传播模式，从而得到声发射源的唯一确定位置。通过在圆柱滚子推力轴承上进行的断铅试验，验证了该方法的有效性。     

基于匹配场和长项积分混合处理的多模式检测跟踪一体化算法

提出多模式贝叶斯准则下的概率数据关联滤波新概念,并将该方法与基于匹配场-长项积分混合处理相结合,建立了基于Bayes框架的检测跟踪一体化算法,较好地实现了对机动目标的被动定位和跟踪.     

深空背景下基于Delaunay三角剖分的多成像器目标对应算法

针对深空背景下,目标距离成像器较远,目标在多个成像器平面呈弱小目标,目标点之间的形状及灰度特征没有明显区别的现状,提出了基于目标点之间形成的几何组合来完成目标点在不同成像平面对应的算法.该算法首先对各个成像器目标检测后获取的目标点集根据成像器间的姿态信息进行旋转补偿,然后对补偿后的目标点集进行Delaunay三角剖分,...     

Delaunay triangulation of non-convex planar domains

This paper investigates the possibility of integrating the two currently most popular mesh generation techniques, namely the method of advancing front and the Delaunay triangulation algorithm. The merits of the resulting scheme are its simplicity, efficiency and versatility. With the introduction of ‘non-Delaunay’ line segments, the concept of using Delaunay triangulation as a means of mesh generation is clarified. An efficient algorithm is proposed for the construction of Delaunay triangulations over non-convex planar domains. Interior nodes are first generated within the planar domain. These interior nodes and the boundary nodes are then linked up together to produce a valid triangulation. In the mesh generation process, the Delaunay property of each triangle is ensured by selecting a node having the smallest associated circumcircle. In contrast to convex domains, intersection between the proposed triangle and the domain boundary has to be checked; this can be simply done by considering only the ‘non-Delaunay’ segments on the generation front. Through the study of numerous examples of various characteristics, it is found that high-quality triangular element meshes are obtained by the proposed algorithm, and the mesh generation time bears a linear relationship with the number of elements/nodes of the triangulation.     

Compensation Scheme of Position Angle Errors of Permanent-Magnet Linear Motors

The position angle is very important in the current control of permanent-magnet linear motors (PMLMs), and its error affects the control precision of currents. However, the position angle is often not accurately detected because of faults in motor making, pulse loss of linear encoders, and so on. In order to precisely control the currents of PMLMs, a compensation scheme of position angle errors is proposed based on the mathematical relation between position angle errors and currents. In the scheme, a position angle error compensator is designed to compensate the position angles detected by linear encoders. Furthermore, a filter and a class of iteration learning algorithm are proposed to avoid the errors produced by detected phase currents and phase voltages. Simulation results show that position angle errors of PMLMs are fully compensated. Using the designed position angle error compensator, currents can be controlled in a more precise manner.     

Extraction of mixed-order multicomponent ship target signals from broadened sea clutter in bistatic shipborne surface wave radar

A dynamic geometry model was built to describe the Doppler-broadening characteristics of the first-order Bragg lines for bistatic shipborne surface wave radar. They are time-varying because the Doppler frequency shifts of sea echoes are simultaneously modulated by the velocity components projected from the unavoidably different motions of both platforms, which is more complex than its counterpart in the monostatic mode. The geometrical relation is used to obtain the received signal model: strong first-order sea clutter interferences and submerged ship targets with constant and non-constant speeds are considered as mixed-order multicomponent polynomial-phase signals (mc-PPSs) and both second-order sea clutter continuum and atmospheric noise as additive noise. Then, a scheme based on the product high-order ambiguity function is proposed to extract the targets; it is a recursive procedure in which the first-order sea clutter is removed by an existing time-space cascaded filtering method. Monte Carlo simulations show the validity and efficiency of the proposed scheme.     

大视场线结构光视觉传感器的现场标定

针对大视场线结构光视觉传感器的现场标定,提出了一种基于自由组合一维靶标的标定方法。自由组合多个一维靶标并固定,其中每个一维靶标至少包含3个共线特征点。靶标在传感器测量空间内自由摆放至少两次。以一维靶标两两之间夹角恒定为约束求解摄像机内部参数;由一维靶标消影点性质和特征点之间距离约束,求解各特征点在摄像机坐标系下的空间坐标;根据交比不变计算光平面与各一维靶标交点的摄像机坐标,拟合出光平面方程。实验表明,该方法可获得与平面靶标相当的标定精度,具有靶标加工容易、精度高、摆放次数少的特点,适合大视场线结构光视觉传感器的现场标定。     

A two-step optimization scheme for maximum stiffness design of laminated plates based on lamination parameters

The purpose of this paper is to propose an effective solution scheme of simultaneous optimization design of layup configuration and fiber distribution for maximum stiffness design of laminated plates. Firstly, a numerical analysis of the lamination parameters feasible region for a laminated plate consisting of various given number of ply groups (each ply group may have different thickness and all the fibers in one ply group are orientated in an identical direction) is carried out, and it is found that the feasible region based on only a few ply groups is very close to the overall one determined by infinite plies. Therefore, it is suggested that the feasible region of lamination parameters of a laminated plate could be approximately determined by the layup configuration of least ply groups. Secondly, a two-step simultaneous optimization scheme of layup configuration and fiber distribution for maximum stiffness design of laminated plates is proposed. Accordingly, by using ply thickness, fiber orientation angle and fiber volume fraction in a laminated plate of least ply groups as design variables, the optimal lamination parameters for maximum stiffness is obtained. Then, taking the optimal lamination parameters as the design objective, a detailed layup design optimization is implemented by considering some limitations on manufacturing, such as preset ply thickness, and specific fiber orientation angle and a limited maximum number of consecutive plies in the same fiber orientation. Numerical examples are also presented to validate the proposed two-step optimization scheme.     

应用等高线构建Delaunay三角网算法的研究与实现

部队的执勤和战斗行动都是在一定的地形条件下实施的,都要受到地形条件的影响和制约。基于等高线构建的Delaunay三角网可以很好的对数字高程模型(DET)进行表示,从而易于指挥员对地貌的识别和对地形进行分析。提出了一种基于等高线一次性构建Delaunay三角网的算法。相对于传统算法,该算法省去了嵌入等高线线段及定位点重新构网的时间。采用VC 6.0对该算法进行了编程与实现。     

基于Voronoi最小邻近点集的Delaunay三角化方法

针对局部条件下网格生成的需求,提出一种基于节点的Delaunay三角化生成算法,该算法以Delaunay三角形及其对偶Voronoi图的局部性特征为基础,通过在局部搜索最小Voronoi邻近点集,来生成约束点附近的局部网格,通过建立背景索引网格,来提高算法效率。给出算法的原理证明、程序实现、效率分析和测试结果,并给出了算法的应用领域。     

采用多源图像分形特征的多目标检测方法

针对多目标的检测,本文提出一种采用多源图像分形特征的特征级融合检测方法.首先对多目标检测的特点进行了分析,对分形理论进行了介绍,然后详细介绍了该融合检测算法的思路和原理.该算法首先由红外图像阈值分割出部分目标;然后利用分维数图的统计特征可以增强分形维数的奇异性,在可见光图像的分维数图中搜索与已检测出的目标区域具有相近分形统计特征的区域,进行标记;再根据"距离相似度准则"进行目标的聚类识别,排除背景干扰,最终检测出全部目标.实验结果表明该融合检测算法能有效地进行多目标的检测与识别.     

双光楔高精度角度发生器设计

从折射定理出发,给出旋转双光楔的入射光线和出射光线之间的对应关系。据此提出可旋转双光楔角度发生器系统的设计方案,该方案利用光楔对光线的偏折来实现对一定视场任意角位置光线的获得。设计了能够提供满足10°圆视场的高精度角度发生系统。