基于压缩感知的旋转声源多普勒效应消除方法EI北大核心CSCD

消除旋转声源的多普勒效应是监测旋转机械工作状态和定位旋转声源的前提。当前用于消除旋转声源多普勒效应的方法分为频域和时域两种,但是这两种方法都需要在周向均匀布置大量传声器,这不仅增加了测量成本,而且增加了测量工作量。针对上述问题提出了一种基于压缩感知的多普勒效应消除方法,该方法通过在周向随机布置少量传声器完成周向模态幅值的重构,并根据静止柱坐标系与随声源同步旋转的旋转柱坐标系之间的相对运动关系完成多普勒效应的消除。数值仿真和试验研究都表明采用较少传声器随机布置的方法同基于采样定理均匀布置传声器的方法在消除多普勒效应的效果上基本一致,且所提方法可有效降低测量成本和测量工作量。     

可用于相干声源的快速反卷积声源成像算法

提出一种可用于相干声源识别的快速反卷积声源成像算法（Fast deconvolution approach for the mapping of coherent acoustic sources,FC-DAMAS）。该算法去除了反卷积声源成像算法（Deconvolution approach for the mapping of acoustic sources,DAMAS）中的互谱过程,直接求解声源复数源强分布,从而避免了互谱操作导致的待求未知数个数的剧增,因此不再需要采用非相干声源假设来减少待求未知数,使该算法能够同时适用于相干和非相干声源的识别;其次,该算法在反卷积求解过程中采用了与稀疏约束反卷积声源成像算法（Sparsity constrained DAMAS,SC-DAMAS）类似的L1范数稀疏约束反卷积方法,使算法在相干和非相干声源的识别过程中均具有很高的计算精度和空间分辨率;此外,该算法中增加了对测量声压的主成分分析去噪过程,弥补了取消互谱去噪过程造成的算法鲁棒性下降,使算法具有与SC-DAMAS算法类似的噪声鲁棒性。与现有可用于相干声源识别的反卷积声源成像算法（Deconvolution approach for the coherent sources,DAMAS-C）相比,提出的FC-DAMAS算法大大降低了待求解的矩阵方程规模,使其计算效率得到了显著提升。通过数值仿真和实验验证了FC-DAMAS算法的优越性,结果表明所提出的FC-DAMAS算法在应用范围、声源识别性能和实用性方面都更具优势,更适于在实际工程中应用。     

基于源强先验引导的正交匹配追踪声源识别算法

压缩感知理论的出现为采用较少的传声器实现高分辨率声源识别与定位，提供了理论可能和实现途径。因此越来越多的学者将压缩感知方法应用到声源识别领域当中。在已有的诸多压缩感知重构算法中，正交匹配追踪（Orthogonal matching pursuit，OMP）算法具有旁瓣小、分辨率较高、算法过程简单、计算速度快、易于硬件实现等优点，具有广泛的应用潜力。但是OMP算法在实际应用场合中表现出的对低频声源定位效果差，聚焦面网格密集划分时易出现定位偏差的缺点限制了算法的应用范围。为此，通过对OMP算法关键步骤的理论分析，找出OMP算法上述缺陷的理论来源，在此基础上提出一种基于源强先验引导的OMP声源定位算法，该方法在OMP原子筛选过程中引入了源强先验信息，可以较好地克服由相邻声源距离较近或分析频率较低时原子间相关性增强引起的原子选择错误，从而进一步提高了算法的声源定位准确率，拓宽了算法适用的频率范围，在实际中可实现宽频带声源的高分辨率识别与定位。     

三维自由空间中指向性信息未知偶极声源的等效源识别方法

偶极声源的指向性是影响声源识别结果的关键因素。目前,偶极声源的识别方法通常是基于声源的指向性信息先验假设,然而在实际偶极声源识别中,很难事先获得声源的指向性信息;此外,声源分布在二维平面上的假设通常不适用于实际的气动系统。为了准确识别指向性信息未知的偶极声源,并获得声源的三维成像结果,提出了一种基于加权迭代L1最小化算法的等效源方法。该方法将声源指向矢量作为未知参数,从测量声压与等效源源强的传递函数中分离出来,并通过加权迭代L1最小化算法将声源指向矢量与等效源源强一起求解出来,进而利用这些求解获得的声源信息进一步预测声场。与以往的偶极声源识别方法不同,该方法可以实现指向性信息未知偶极声源的三维成像。指向性信息未知偶极声源的三组仿真案例和自制类偶极声源的实验研究验证了该方法的有效性和鲁棒性。     

基于Laplace变换的瞬态声场质点振速重建方法

在瞬态声场质点振速的重建过程中,基于快速傅里叶变换(Fast Fourier transform,FFT)的重建公式在零频处存在奇异性,为此提出基于Laplace变换的瞬态声场质点振速重建方法。由于该方法重建公式中的分母为复数,而该复数的实部是一个不为零的常数,因此当频率为零时,分母并不为零,从而可从根本上解决零频处的奇异性问题。以固定在无限大障板上的圆形活塞为数值仿真对象,分别运用上述两种方法对活塞表面的法向质点振速进行重建。重建结果表明当质点振速信号在零频处的能量占信号总能量的比例较小时,运用基于FFT的方法进行重建可获得较满意的重建结果;但当质点振速信号在零频处的能量占信号总能量的比例较大时,运用基于FFT的方法进行重建会产生较大的重建误差,而由于基于Laplace变换的方法解决了零频处的奇异性问题,因此运用该方法进行重建可获得较好的重建结果。     

基于质点振速测量的薄板瞬态力重建方法

基于质点振速测量重建了作用于薄板表面的瞬态力.首先根据薄板的运动方程推导了板表面上力谱与振动速度谱之间的脉冲响应函数,再联立板表面上振动速度谱和全息面上质点振速谱之间的脉冲响应函数,在波数域-时域中构建了力谱和质点振速谱之间的传递关系;在此基础上,以全息面上测量的质点振速作为输入,重建出了每一个波数点处的力谱,并通过对...     

基于改进codebook算法的运动目标检测

为解决运动目标检测算法鲁棒性和实时性差的问题,在原始codebook算法的基础上提出一种改进的codebook算法.在匹配码字时将最近更新的码字调整至码本列表的最前端,加快码字匹配的速度;以适应光照变化且运算简单的局部二值模式(local binary patterns,LBP)直方图向量代替原有的RGB向量,采用码本记录局部区域的纹理特性,并通过实验比较原始的codebook、混合高斯算法及改进后的codebook.结果表明:改进后的codebook算法较其他2种算法具有更快的处理速度和更好的检测效果,且增强对场景中光照变化的适应力.