基于光纤镀膜探针的固体介质中应力波粒子速度测量技术

粒子速度是分析固体介质中应力波传播规律的一个重要参数。结合激光多普勒效应和全光纤干涉测速系统,提出了一种基于光纤镀膜探针的固体介质中应力波粒子速度的测量方法。将光纤镀膜探针嵌入有机玻璃(PMMA)中,距爆心同一半径处,采用0.125 g TNT当量的微型炸药球作为爆炸源,进行填实爆炸产生应力波,通过采集光纤探针端面的运动信息,基于短时傅里叶变换的时频分析方法,解调出端面运动速度,进而反推出粒子速度。实验结果表明:不同光纤镀膜探针测得的速度分别为22.648 m/s、23.505 m/s,将反推的粒子速度与传统的圆环型电磁粒子速度计方法获取到的数据进行对比,两者的相对偏差低于5.00%,验证了光纤镀膜探针测量固体介质中应力波粒子速度的可行性。

陆域网络化火力敏捷规划建设构想

面向未来陆战场智能精确打击网络化、自主化发展趋势,聚焦提升陆域传统火力网络化协同打击的战场适变能力,从火力指控扁平化、服务化、知识化、敏捷化发展的视角,重点探讨了面向数据化服务的网络化火力指控信息系统建设和网络化火力敏捷任务规划建设构想,提出了“云-边-端”一体化的网络化火力任务规划架构,并在此架构下,针对不同指挥层级下网络化火力自主规划个性特征,提出并分析了3种任务规划模式,来支撑一体化构想。该建设构想将为网络化火力敏捷规划提供总体技术支撑。

压杆式冲击波反射压力测试技术研究进展

爆炸冲击波是炸药对外作用的主要毁伤元。新型武器装备研制、爆破器材研发、防护工程设计、安全事故评估等应用领域都对近距离爆炸条件下的冲击波压力测量提出了很高的要求。压杆式冲击波反射压力测试系统具有量程大、抗干扰能力强等优点,在近距离爆炸载荷测量方面获得了大量应用。本文简要介绍了压杆式冲击波反射压力测试系统的发展历程和技术现状,重点对杆中应力波弥散效应及校正方法等进行了详细阐述,对国内多个单位及西北核技术研究所的研究进展进行了介绍,并提出了后续发展建议。

PSD位移传感器测量误差的修正方法

为了提高自制位置敏感探测器(PSD)激光三角位移传感器的精度,提出一种简单、可行的数据修正方法,对传感器所采用的测量原理、敏感器件及自制工艺等进行了研究。首先,对自制的位移传感器的静态精度进行实验标定,分析其位移误差曲线。通过将位移测量误差曲线与敏感器件自身检出误差曲线进行比对,结合自制传感器的组装工艺,分析其误差来源。然后,通过调整激光三角测量原理中位移传递公式的具体参数,达到优化自制位移传感器的静态精度的目的。最后,用反复多次地,不同测量范围、测量步长下的位移数据曲线优化效果,证明这种修正方法的普适性。实验结果证明:经过该方法修正后,自制的PSD位移传感器的测量数据的误差降低约80%,其静态位移精度基本达到1%。这种修正方法能够简单、有效地提高PSD激光三角位移传感器的测量精度。

PDV法测量内部爆炸作用下沙墙外层速度

为研究爆炸波与沙墙相互作用机理,采用光子多普勒速度测量技术(PDV)获得内部爆炸作用下沙墙外层速度。设计一维点对称模型的实验构型,制备系列透明的塑料壳体;先将球形装药放置于球壳中心,再将细沙装入壳体形成封闭的球壳沙墙。对4发不同比距离的沙墙进行PDV测速实验,均获得沙墙外层的速度历程。在爆炸当量最大的一发实验中,其沙墙外层的速度值在首峰约520m/s后先略有下降再继续上升,在有效时长末端达到最大约690 m/s。实验证明:在爆炸波与沙墙相互作用机理的研究中,光子多普勒速度测量技术可以发挥一定的作用。

基于分割的离焦图像深度图提取方法

针对影视作品中的大量离焦图像,提出了一种离焦图像的深度图提取方法。将离焦图像的聚焦前景和离焦背景进行分离。对离焦背景提出了深度图模型匹配的方法,构建深度图模型并结合人眼视觉对场景深度的敏锐判断,将背景与对应的深度图模型进行匹配,实现背景深度图的构建;提出了基于颜色分割的深度图再处理,来进一步提高场景深度图的精度。对前景采用单深度赋值,并结合背景深度图融合生成最终深度图。实验表明采用该方法提取的深度图在深度跳跃和深度平滑区域都得到了好的效果。

光子多普勒测速仪与压杆相结合的冲击波反射压力测试技术

为在强电磁干扰环境下测量爆炸冲击波的壁面反射压力,将光子多普勒测速仪(PDV)与压杆相结合,设计了一套压力测试系统。采用滑动安装结构消除探头在应力波作用下产生的轴向速度,根据杆中弹性波多次反射的压杆自由面速度曲线,提取起跳点,拟合得到了压杆声速。对压力测试系统进行了响应特性、有效测量时间和测量下限分析,并采用该系统测量了球形炸药爆炸的冲击波反射压力。研究结果表明:该系统频响低于杆表面粘贴的应变片电测系统,测量下限优于应变片电测系统;测得的球形炸药爆炸的冲击波最大反射压力为463.5 MPa,上升沿为5μs;PDV和压杆相结合的冲击波壁面反射压力测试技术可行。

应变片粘贴因素对压杆测压的影响

应变式压杆测压中,需要在杆的适当位置对称粘贴一组应变片,由于杆一般比较细,应变片粘贴的对称性以及附加质量都会对压杆的精确测试带来一定的影响。在直径Φ4 mm压杆的静态和动态标定实验中对该影响进行研究。在实验中观察到弯曲波及对波形平台造成的畸变,给出应变片粘贴位置偏差对测试结果影响的理论估算公式,分析研究不同附加质量情况下的动态波形特征。研究发现,应变片粘贴位置的不对称以及附加质量都会造成压杆测试波形明显畸变,后者还会造成动态灵敏系数的偏大;在尽量去除附加质量时,静态、动态灵敏系数趋于一致。

一种薄膜式的光纤压力传感技术

提出了一种薄膜式的光纤压力传感技术,用于测量冲击波的反射超压峰值。该技术通过建立待测压力与薄膜加速度之间的正比例关系来获取压力。结合Fabry-Perot腔光学干涉测量技术,设计并加工实现了一种光纤压力传感器。开展数值模拟和激波管实验,结果证明,该压力获取技术可行,且该技术具有无须标定、制作简单、成本低廉、测量精度高、响应时间快的优点。

炸药周围水层对空气冲击波反射超压影响的实验研究

通过在容器内用适量水包裹炸药进行水消减冲击波的爆炸实验,研究水与炸药的质量比值、比例距离对冲击波反射超压的影响,并对水消减冲击波的规律进行了分析。研究结果表明:相比于无水爆炸,置水后冲击波反射超压随比例距离增大呈先增后减趋势,在比例距离为0.255 m/kg13时,置水后的反射超压峰值均大于无水时的结果,且随着水药比的增大而增大,水药比为6时的压力峰值可达无水时的8倍;当比例距离增大至1.21 m/kg13时,水可以显著降低反射超压峰值,相比无水爆炸降幅可达60%.

内部爆炸作用下钢筒变形过程的电探针测量技术

为了研究圆柱形爆炸容器在炸药爆炸作用下的变形过程,设计了电探针测量内部爆炸作用下钢筒变形的方法。采用数值模拟方法进行预估,在钢筒的中心进行了120g TNT和180g TNT当量球形装药下的爆炸加载实验,获得了爆炸不同时刻钢筒径向位移随时间的变化关系,电探针测量钢筒最大变形与实验后钢筒变形测量结果较好吻合。

内部爆炸作用下钢筒塑性变形研究

针对内部爆炸作用下20钢筒塑性变形的过程,分析了在球形集中装药下单层钢筒爆心环面的塑性变形量与爆炸当量、钢筒内径、壁厚和屈服强度的关系。实验和数值模拟研究结果表明,对于等厚度钢筒,塑性变形分布在沿轴向±2倍半径的有限范围内,钢筒的塑性变形分布呈高斯函数分布。

封闭空间内水层对爆炸载荷特性影响的实验研究

采用球对称爆炸装置,在球形容器中开展了炸药与水之间有空气间隙(层)的置水爆炸实验,根据实测的激波走时、压力和冲量等数据,对容器内置水爆炸载荷形成机制进行了分析,并探讨了爆炸过程中空气间隙与爆轰产物和水之间的作用机理。结果表明:置水爆炸时容器内壁受到的载荷主要包括幅值较低的前导空气冲击波和雾状水滴的持续撞击作用,有空气间隙的置水爆炸可以降低反射压力、准静态压力和冲量,空气间隙有利于水对爆炸载荷的消减效果。

基于光子多普勒测速仪的冲量传感器

比冲量测量是脉冲辐射和爆炸与冲击实验研究中非常重要的参数测试技术。对靶托-传信杆冲量传感器的测速方式进行改进,采用光子多普勒测速仪对传信杆自由面进行连续速度测量。对一定面密度的光敏炸药在脉冲光源起爆下产生的比冲量进行了测量。实验数据表明,该冲量传感器能够较全面地反映靶托-传信杆组件在爆炸冲量作用下的运动过程。最后指出了该传感器存在的问题和进一步改进的措施。

水及盛水容器对近距离爆炸载荷影响的实验研究

为研究用水包围炸药的方式对爆炸载荷的作用机理,在两端开口的钢筒内进行了水直接包覆炸药的爆炸实验,利用光纤位移干涉仪获取了钢筒外壁的径向速度和动态变形。结果表明:不同于无水爆炸,爆轰产物通过水的"裂缝"在空气中形成冲击波,造成该冲击波出现时间更晚、强度更低、持续时间更长,并要求相应的数值模拟采用二维以上的计算模型;盛水结构的材料密度越低、厚度越小对爆炸载荷的影响越小。

基于双光源干涉的PDV数据补偿方法

针对结构动态响应测试中的大量程负向速度测量问题,设计了基于双光源干涉的光纤速度干涉仪(PDV)测试系统,与单光源PDV系统相比,大幅拓宽了负向测速范围。但在爆炸实验中发现,由于光源波长波动产生了位移基线漂移和振荡问题。为此,引入一路参考反射镜,产生双光源干涉本底信号,用于补偿位移基线,并研究了数据补偿算法。经实验验证,补偿后的位移基线漂移量为微米级,双光源模式及补偿方法可行且有效。

自适应上下文感知相关滤波跟踪

针对上下文感知相关滤波目标跟踪算法中,上下文背景样本等值权重训练,对背景信息滤波过于平滑的问题,提出了一种自适应上下文感知相关滤波算法,同时为了解决目标遮挡的问题,引入一种新的遮挡判定指标。首先,提取目标上下左右4个方向的背景样本学习到滤波器中,利用卡尔曼滤波对目标运动状态进行估计,预测目标的运动方向。在滤波器训练时,对目标运动方向上的背景样本训练时赋予较多的权重;接着,在模型更新时引入一个新的遮挡判定指标APCE,只有当响应峰值和APCE数值分别一定比例大于各自的历史均值时,才对目标模型进行更新;最后将本文算法与当前一些主流的跟踪算法在CVPR 2013 Benchmark进行对比实验。仿真实验结果表明,本文算法的精准率和成功率分别为0. 810和0. 701,均优于其他算法,充分体现出了本文提出算法的鲁棒性。

基于双远心镜头的空间分辨PDV探头研制

为了在材料动力学实验和结构响应研究中实现对平面靶约5 mm范围内多点速度的同时测量,基于光纤密排阵列和双远心镜头研制了一种与光子多普勒测速仪配套使用的具备空间分辨能力的激光发射接收探头。介绍了探头的光学设计和结构设计,并进行了装调和测试。输出光斑特性测试结果表明,探头垂轴放大率与设计值吻合,聚焦位置处最小光斑直径为109μm,最大为202μm。探头对漫反射靶的接收效率测试结果表明,探头中各光纤互不串扰,靠近中心的光纤的接收效率较大,而两侧的偏小。

在线时空关联的人体检测跟踪一体化方法

视觉人体检测跟踪一体化技术在很多领域都有着重要的应用价值,其关键技术有:鲁棒的目标检测技术、稳定的路径关联技术。主流的路径关联技术只考虑了目标的时间相关性,没有同时兼顾目标的时空关联属性,当相似目标距离太近时,容易导致错位跟踪。本文提出基于深度神经网络学习和结构化在线学习算法联合的目标检测跟踪一体化方法,通过构建结构化在线学习模型,建立目标时空关联关系。实验验证了所提方法可以有效抵制相似目标的干扰问题,并可提升对严重遮挡目标的跟踪能力。

应变式压杆灵敏系数的静态和动态标定

为提高应变式压杆测试压力的精度,提出了应变式压杆灵敏系数的静态和动态标定方法,建立了相应的实验装置,并对直径为4mm的应变式压杆的灵敏系数进行了实验标定,分析了实验灵敏系数与理论灵敏系数之间的差异。结果表明,静态和动态标定的灵敏系数间的相对偏差小于4%,动态标定结果高于静态标定结果,主要是由附加质量造成的。理论灵敏系数与静态标定的灵敏系数之间差别较大,二者的相对偏差在7%~8%。