改进次最佳检测在侧扫声呐底混响抑制中的应用

侧扫声呐进行沉底小目标探测时,底混响是主要背景干扰。底混响通常是一种非平稳、非高斯的带限噪声,它使得白噪声条件下的滤波器性能受到限制。在混响背景下常利用自回归模型对接收信号进预行白化处理,但对于实际侧扫声呐应用,白化后直接匹配滤波的处理效果不甚理想。针对此问题,在自回归模型预白化的基础上,提出采用一种次最佳检测与多分辨二分奇异值分解相结合的改进方法。该方法首先对接收信号进行分段处理,利用改进Burg算法估计每段数据自回归模型的系数及阶数;然后构造白化滤波器对分段数据预白化,并对白化后的数据进行多分辨二分奇异值分解;最后应用ostu方法对原始声图和处理后的声图进行目标检测。仿真与实验结果表明,该方法明显提高了信混比,改善了侧扫声呐沉底静态小目标的成图质量,有利于后期实现基于图像的目标自动检测。

基于多级子空间投影的侧扫声呐底混响抑制

底混响是侧扫声呐进行沉底静态小目标探测时的主要背景干扰,针对此问题提出了一种基于多级二分奇异值分解BSVD子空间投影的底混响抑制方法。该方法首先对接收信号构造二阶Hankel矩阵,通过矩阵的奇异值确定混响子空间,然后利用正交子空间投影抑制回波信号中的底混响,最后根据所选级数对回波信号进行多级正交子空间投影,并用otsu方法对原始声图和处理后的声图进行目标检测。实验结果表明,该方法改善了侧扫声呐沉底静态小目标的成图质量,更利于后期实现基于图像的目标自动检测。

声学回波统计的鱼群密度评估方法

与渔业声学中传统的回波积分法相比,基于回波统计的鱼群密度评估方法具有无需回声信号绝对量和鱼群中个体鱼的平均目标强度先验知识的优点。该文对该方法在鱼群密度评估上的应用问题进行了实验研究,并针对鱼群密度分布的不均匀性和统计样本量偏少导致该方法评估结果偏差的问题,提出了一种基于能量阈值的鱼群回波数据预处理方法和统计样本的改进抽样方法。研究结果表明,在鱼群密度较小、统计样本充足的条件下,回波统计方法能有效地实现鱼群密度的评估;而在鱼群密度较大或样本量偏少情况下,利用改进后的样本抽样法能有效提高回波统计法的鱼群密度评估精度。

铸铁溢流口在熔铝炉上的应用

熔铝炉使用铸铁溢流口有造价低,使用寿命长等特点。该文对熔铝炉灰铸铁溢流口的结构特点和性能做了论述。

利用宽带信号统计的鱼群资源量反演方法

针对鱼群资源量反演问题,建立了一种基于宽带回波信号统计的反演方法。首先考虑自然状态下鱼群活动的随机性,并通过回波信号波形简化,实现了对鱼群宽带回波脉冲压缩输出信号的建模。然后以信号强度变异系数作为统计特征量,完成了统计特征量与鱼群资源量的数值关系模型的推导。仿真与海试实验结果表明该方法能有效实现鱼群资源量的反演,且比已有的窄带反演方法误差更小、统计所需样本更少。与主流的回波积分法相比,该方法不依赖鱼群先验知识,且无需计算声呐信号的绝对声学量,具有很好的应用潜力。

数据驱动的公路桥梁网络全寿命抗震韧性评估

首先,提出了综合考虑各种因素(网络拓扑结构、桥梁性能退化、地震动等)和不确定性的公路桥梁网络抗震韧性评估框架。然后,分析了网络拓扑结构、桥梁抗震性能和路段功能特点,建立了震后公路桥梁网络时变功能模拟方法。接着,提出了基于人工神经网络的公路桥梁地震易损性快速分析方法。最后,以美国旧金山地区公路桥梁网络为例,采用本文方法分析了地震发生前、后公路桥梁网络的功能变化,据此揭示了全寿命服役期内抗震韧性的演化规律。结果表明,本文建立的数据驱动易损性模型拟合优度可达0.73,可以代替需要大量动力时程分析的易损性分析方法,且公路桥梁网络抗震韧性评估结果准确可靠,可以为防灾减灾提供决策依据。