基于Colpitts振荡器的超宽带混沌雷达测距实验研究

实验研究了基于Colpitts振荡器的超宽带混沌雷达系统的测距性能。该系统利用改进型Colpitts振荡器产生自相关曲线主峰半高全宽(full width at half maximum,FWHM)为0.5ns的混沌信号,可提供7.5cm的距离分辨率;用混沌相关法对回波信号与参考信号进行处理,可获得目标距离信息。实验分析了在自由空间和存在障碍物情况下系统对单目标的测距性能,并用后向投影(back-projection,BP)算法对空间中目标进行了扫描成像。实验结果表明:该系统具有穿透探测的能力,可以实现厘米级的高精度测距;通过合成孔径技术,可以实现二维成像。     

基于水下三维结构光的视觉测量方法研究

基于结构光测量和小孔成像视觉的特点,用摄像机和投影仪所组成的三维结构光测量系统来进行水下三维视觉测量并获得水下空间中特征点的三维信息。利用结构光的双目视觉方法实现了对物体的三维测量,在世界坐标系中建立了此方法的数学模型,并获得摄像机和投影仪的内外参数。实验证明,当目标物体放置在距离摄像机光心2.50 m处,摄像机和投影仪光心相距为26.50 cm时,进行深度测量的精度可以达到0.5 mm,基本满足测量需求。     

媒体重头文章概览

《土木建筑与环境工程》03/2013改进多程群遗传算法在墙土系统损伤识别中的应用针对墙土系统损伤识别方法进行研究,提出了一种基于改进多种群遗传算法的墙土系统损伤识别方法。首先,建立了墙土系统动测简化模型,同时对土体发生损伤时墙土系统的特征方程进行理论分析,基于系统的特征方程构造目标函数;其次,对多种群遗传算法进行改进,改进的内容主要包括采用实数编码、采用自适应交叉概率、采用自适应变异概率;最后,利用改进多种群遗传算法分别进行了无噪声条件和噪声条件下的墙土系统损伤     

改进多种群遗传算法在墙土系统损伤识别中的应用

针对墙土系统损伤识别方法进行研究,提出了一种基于改进多种群遗传算法的墙土系统损伤识别方法。首先,建立了墙土系统动测简化模型,同时对土体发生损伤时墙土系统的特征方程进行理论分析,基于系统的特征方程构造目标函数;其次,对多种群遗传算法进行改进,改进的内容主要包括采用实数编码、采用自适应交叉概率、采用自适应变异概率;最后,利用改进多种群遗传算法分别进行了无噪声条件和噪声条件下的墙土系统损伤定位和定量研究。通过分析结果表明：无论对单处损伤还是多处损伤、单一损伤程度还是多损伤程度,按所提出的方法都能较好的识别出损伤位置和损伤程度,具有较强的抗噪声能力。因此,所提出的方法为墙土系统的损伤识别提供一种简单有效的途径。     

无人车反射式全景视觉感知技术研究

针对应用最多的2种单视点曲面反射式全景视觉系统——双曲面反射式和抛物面反射式全景视觉系统存在的安装精度高和远心透镜造价高等缺点,提出了多视点抛物面反射式全景视觉系统。首先分析了系统视点的分布情况,建立了系统成像的参数模型,利用类比单视点曲面反射式全景视觉系统模型进行投影点解算,然后分析了焦散面的特性。其次利用系统成像模型依次建立了系统的最大仰角、最大水平探测距离和分辨率的参数模型,讨论了对其产生影响的因数。在此分析的基础上研制了多视点抛物面反射式全景视觉系统样机,该样机成像效果好、安装精度高、成本低。最后实验验证了最大仰角参数模型、最大水平探测距离参数模型和分辨率的参数模型的正确性,最大仰角参数且与抛物面反射镜参数p成反比,最大水平探测距离参数与目标大小成正比,分辨率的参数与目标大小成正比且与目标所处位置的远近成反比。     

基于复合混沌映射的基阵式水下成像编码信号设计

针对基阵式水下成像中声学传感器频率低、带宽窄、基阵发射阵列阵元数目多等因素造成的成像帧速率低、实时性差的问题,提出1种基于复合混沌映射的基阵式水下成像编码信号设计方法,利用变参数多级混沌系统产生的伪随机序列进行调制,从而获得正交编码发射信号。仿真及实验结果表明,所提出的方法克服了基阵阵元数量、编码长度、信号个数等因素的限制,具有抗干扰性能强、带宽增加及提高水下成像分辨率的优点,可用于任意水下基阵发射信号的优化设计。     

水下目标亮点拓扑特征提取及自动识别方法

针对水下目标逆合成孔径声呐(Inverse Synthetic Aperture Sonar,ISAS)图像识别问题中观测角度随机多变,目标结构相互遮挡问题,提出一种基于多亮点拓扑矢量特征的ISAS水下目标识别方法。通过分析ISAS成像过程中散射点位置由三维空间向二维成像平面的投影关系,表明了横向定标后的声呐图像中强亮点之间的距离仅由目标散射结构之间的物理距离决定,据此基于强亮点之间的相互距离,构造能稳定描述不同观测角度下目标的拓扑矢量特征。然后通过K-means聚类获取多聚类中心以克服目标结构互相遮挡造成的亮点缺失问题。最终采用最近邻分类器实现目标识别。水池缩比模型实验表明,该方法对于水下目标的识别率达到84.0%。     

基于太赫兹电磁波的火灾主动成像系统

基于太赫兹(THz)电磁波的火灾主动成像系统,由非相干阵列式太赫兹照明器和太赫兹相机组成。在模拟火灾环境下,将太赫兹火灾成像系统与传统的近红外有源成像系统进行了比较。结果表明:无论有无烟雾,太赫兹火灾成像系统均能获得目标物体的清晰图像;而传统近红外有源成像系统目标物体图像的对比度随着烟雾密度的增加而逐渐降低。     

无透镜鬼成像关联参数优化

为提升无透镜鬼成像的成像质量,构建了基于赝热光源的无透镜二阶鬼成像实验系统。分析了关联计算次数、物臂探测器尺寸和两臂偏离量等参数对无透镜鬼成像质量的影响,并通过信噪比和均方误差对重构图像的成像质量进行了定量评估。研究结果表明:当关联计算次数大于2 000次时,继续增大关联计算次数不能明显提升成像质量。为了保证鬼成像重构图像质量,物臂探测器面积应小于1 640μm~2,参考臂和物臂的偏离量应小于10 cm。     

岩溶地区基坑开挖桩锚支护结构变形与稳定性影响研究

为了探究溶洞对超长锚索支护基坑开挖与稳定性的影响,以广州市白云站二期基坑为研究对象,采用有限元软件Plaxis 3D建立了三维模型,分别从溶洞宽度、溶洞距锚固段始端和溶洞距地连墙的距离进行了模拟,并以地连墙沿深度方向的水平位移为指标进行了分析。研究结果表明：当溶洞宽度增加或溶洞距锚固段始端和溶洞距地连墙的距离减小时,对基坑变形的影响较大,且变形幅度较大,需对溶洞进行加固处理并及时监测基坑变形;当溶洞宽度减小或溶洞距锚固段始端和溶洞距地连墙的距离增加时,对基坑变形的影响减弱;当溶洞宽度减小或溶洞距锚固段始端和溶洞距地连墙的距离增加至一定程度后,几乎对基坑变形无影响。因此,在溶洞较发达地区进行基坑开挖,施工前对周围溶洞进行研究分析和预处理,有利于基坑稳定性。