基于虚拟现实技术的船舶航行实景三维模型设计

为提升船舶驾驶人员及船员的船舶整体认知以及海况应对能力,确保船舶航行以及作业安全,设计基于虚拟现实技术的船舶航行实景三维模型。按船舶航行需遵循的物理定律以及原理,建立船舶航行运动姿态数学模型,并通过3Dmax构建船舶航行环境实体以及地形模型,利用PM海浪谱法构建海表面三维模型,而后通过Unity3D虚拟现实仿真软件驱动调整构建的三维模型,并对所构船舶三维模型采用改进混合包围盒法实施碰撞检测,把地形以及海浪等实际数据信息融入到导入的模型之中,仿真模拟船舶航行实景,实现人机交互。实验结果表明,基于虚拟现实技术实现的船舶航行实景三维模型,可较为真实模拟船舶航行实景,为确保船舶航行以及作业安全提供可靠参考与保障。

二维改进分形海面模型及海谱分析

针对分形海面模型的功率谱在空间波数小于基波波数时不能满足正幂率的问题,提出了一种统计模型和归一化带限Weierstrass分形模型相结合的二维海面模型,确定了方向海谱的闭式解,得到了表面功率谱和方向分布函数,并且和有关文献的数据进行了对比,对分形维数、频率幅度尺度因子、风速和风向等参量对海面轮廓的影响做了进一步分析。从仿真结果可知:表面功率谱和PM谱、JONSWAP谱、文圣常谱和南海的实测数据都拟合的很好,方向分布规律和Mitsuyasu方向函数相似,海面形状具有大尺度涌浪和小尺度张力波的特性,并且统计模型和分形模型的性质在改进模型中依然适用,验证了模型的有效性。

超低空状态下海面激光散射特性测试与分析

在海上使用的超低空雷达设计中,非常有必要了解不同海情下的海面激光散射特性。针对设计需求,在实验室内通过人工造波模拟海况,解决了实际海环境测试的困难,实现海面激光散射影响因素的定量控制。通过激光散射测试系统,获取各种状态和不同波束照射角情况下的近场激光散射数据,经过统计分析给出了规则正弦波海面和不规则(P-M谱)海面的激光散射特性。海面激光散射与漫反射板散射差异较大,海面散射以表面镜像散射分量为主。激光散射回波起伏随海表面波形空间波长而变化;散射回波大小随擦地角增大而增大;在固定的擦地角时,海情越高相应散射回波越强;当擦地角足够大时,散射回波大小随海情变化不大。

基于GPU的海浪特效实时渲染

对于海浪特效的模拟能有效增强海洋场景仿真的真实感,模拟的实时性也是海洋场景仿真系统的重要需求之一。为了实现基于GPU的海浪特效实时渲染,以PM海浪谱为基础进行了研究,从而生成海浪高度场,并结合视相关反投影方法生成海浪网格,采用硬件着色器进行基于物理光照模型的实时光照处理,生成了具有较强真实感的海面效果,较好地满足了对渲染场景实时性和真实感的要求,达到了实时视景仿真系统中对海洋模块的实时仿真要求。

海面与上方目标复合电磁散射的矩量法研究

采用Monte Carlo方法模拟了一维PM谱海面.运用矩量法研究了一维PM谱海面及其上方二维矩形截面导体柱的复合电磁散射特性,并将计算结果与FDTD结果进行了比对,验证了该算法的正确性。数值计算得到了复合散射系数随散射角的变化曲线,讨论了海面风速、矩形截面柱尺寸和倾角、矩形截面柱中心距离粗糙面的高度对复合散射系数的影响。结果表明,矩形截面柱参数对非镜向复合散射散射系数影响显著,而对镜向散射系数较小。

基于频谱分析的Procrustes统计步态识别算法

在信息安全越加重要的现代社会,步态识别以其特有的优势作为一种身份识别手段,得到了很多关注.提出一种基于Procrustes均值形状的傅里叶频谱分析(FSAOPMS)的适用于多视角的步态识别方法.利用Procrustes统计形状分析方法将步态序列中人体轮廓的连续步态变化表示成一个紧致的Procrustes均值形状(PMS),将PMS作为原始步态特征,对PMS进行傅里叶频谱分析(FSA).计算不同步态序列的PMS幅度谱的欧式距离,利用最近邻(NN)分类器进行识别.在中国科学院自动化所的CASIA Gait Database数据库上进行了实验,与其他3种方法进行了比较,新方法具有很高的识别率,证明了该算法的有效性.

祁连山区一次非降水层状云的微物理结构探测分析

利用装载有粒子测量系统(PMS)的飞机对2007年8月15日甘肃省张掖市民乐县夏季非降水层状云进行了一次探测飞行,通过获取的资料分析了云层结构、云滴的垂直分布、液态含水量、谱特征等。结果表明:(1)此个例中云层结构明显,云中存在逆温层;(2)云中平均含水量为0.012g/m3,含水层主要集中在4100～4200m与4700～5000m层之间;(3)此云系符合Bergeron提出的催化云—供水云相互作用导致降水的概念模型,可以在催化云中进行人工引晶来达到增加降水的目的。

D_2EHPA-HCl-HAc体系萃取P_m(Ⅲ)的机理与平衡常数

在pH>1条件下,采用EDTA容量滴定法测定D2EHPA-HCl-HAc体系萃取Pm(Ⅲ)过程两相中的Pm浓度,分别考察溶液酸度和萃取剂浓度对Pm的分配比的影响,通过红外光谱测试探究D2EHPA-HCl-HAc体系萃取Pm的机理,并确定萃取平衡常数。结果表明,萃取过程的实质是Pm离子与基团P-OH发生置换,遵循阳离子交换机制,以及与基团P=O发生的络合配位作用,其萃取平衡常数KPm为3.02。

海面环境信号传播特性的FDTD算法研究

海浪是影响海面环境下信号传播特性的重要因素。文中采用FDTD算法对海面环境下信号衰落和时延特性进行了研究。模型中采用修正的PM谱模拟随机海浪,生成随风速变化的成熟海浪。文中设置了不同的仿真环境,得到不同观测点的瞬时电磁分量,通过数据分析,得到在固定发射机和接收机位置的情况下,路径损耗和时延随浪高的变化曲线。

粗糙海面上舰船Kelvin尾迹的电磁散射仿真

基于点源扰动方法建立了舰船的Kelvin尾迹模型,模拟了不同船速下的Kelvin尾迹.实际中,舰船尾迹除了受到舰船自身参数影响外,还会受到风驱海浪的调制.为了建立更为符合实际的Kelvin尾迹模型,借助PM(Pierson-Moscowitz)海谱生成粗糙海面,将其与Kelvin尾迹模型进行线性叠加后,得到了粗糙海面上舰船尾迹.在该复合模型基础上,利用物理光学法获得了不同入射情况下的单站、双站的雷达散射截面,实现了海面舰船尾迹电磁散射的模拟仿真.这一过程的实现,有利于更好地模拟舰船尾迹在合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)中的成像仿真,同时为SAR成像中舰船尾迹以及舰船自身的识别奠定了基础.

保山市大气细颗粒物排放特征与理化特征分析

于2016年11月9日—14日,用单颗粒气溶胶在线源解析技术分析保山市体育馆监测点大气中PM 2.5的化学组成、粒径分布、来源及典型排放源质谱特征。结果表明:采集的颗粒可分为7类,主要以有机碳、元素碳和混合碳颗粒为主,占电离颗粒数的60%以上;不同类型颗粒粒径分布差异较为明显;机动车尾气为首要污染贡献源,且呈周期性变化,每日有两个上升时段,分别为凌晨1:00—10:00和12:00—20:00;其次为燃煤源,贡献率为10%~40%;工艺过程源与生物质燃烧源贡献率相一致,总体上夜间贡献率高于白天;扬尘源、二次无机源贡献率变化幅度不大。

大洋中涌浪对风浪能量的影响

由于涌浪与风浪在特征物理参量及成长、衰亡上的显著不同,区分风涌浪以及研究涌浪对风浪的影响尤为重要。本文使用2013年及2015年大洋中的WaMoSⅡ测波雷达观测数据,研究了涌浪对风浪能量的影响。由于测波雷达仅使用了9s的有效周期作为谱分离判据,其所得风浪有效波高显著高于PM谱充分成长关系给出的波高。因此本文结合2D法与1D法,加入风速、风浪夹角、波龄等要素给出新的判据,重新对风、涌浪进行了分离。通过对比不同的波龄判据,发现当波龄取1.5时,所得结果与PM谱吻合良好。以Toba-3/2定律为基础,研究了不同类型涌浪对风浪能量的影响。发现三种类型涌浪存在时,风浪能量及有效波高整体上都有所增加,其中尤其以反向涌浪存在时增加最多。

长江口水域波浪谱的分析与研究

为求得充分反映长江口水域波浪特征的特定波谱,对该水域波浪谱进行细致分析,选用PM谱、新规范谱(海大谱)、J谱(JONSWAP谱)拟合实测谱,估算3种谱型的参数,并将谱参数与特征波要素进行比较,确定它们之间的关系。最后根据拟合结果提出不同范围的推荐谱型,建议在1.27<p<6.77时采用海大谱,p不在上述范围内时采用J型谱。

预知维修技术在发动机机加工设备管理中的应用

介绍了预知维修技术的原理和发展概况,并结合上海大众汽车有限公司发动机厂的应用实践,阐述了预知维修技术在发动机机加工设备管理中的重要作用,指出预知维修的应用是设备管理的一大方向。

X波段导航雷达海浪数值模拟

针对X波段导航雷达海浪特性研究的需要,对海浪进行了数值模拟。采用经典PM谱作为靶谱,利用Longuest—Higgins模型仿真海浪,然后对仿真的海浪进行阴影调制和倾斜调制得到调制后的雷达图像,并经过海浪谱反演技术验证了仿真的可行性和准确性。

一种动态起伏的海表面建模方法

在重力和风力等自然因素的影响下,实际海面呈现动态起伏变化形态。粗糙的起伏海表面会影响数据处理过程中鬼波算子估算的准确度,进而影响鬼波压制效果。为研究起伏海表面下鬼波对地震记录的影响,基于PM(Pierson-Moscowitz)海浪谱计算模型,首先,将不同时刻的静态粗糙海表面进行组合,得到连续时刻的动态海表面以逼近真实动态起伏海表面;然后,采用克希霍夫近似法,分别提出动态起伏海表面下非脉冲震源鬼波和检波器鬼波的建模方法。合成数据测试结果表明,提出的建模方法可有效模拟更符合真实动态海表面的地震记录,并可用来测试鬼波压制算法的实际效果。

浅谈PMS在实际生产过程中的应用及实践

介绍循环水泵的工作原理,对贵冶动力车间循环水泵运行时振动偏大的现象进行调研,经过一系列的常规检测、维修并没能找到问题根源。阐述了利用PMS测振仪对循环水泵进行频谱分析后,准确找到设备故障原因,解决了影响生产的瓶颈问题。

基于PM谱的二维各向异性海面电磁散射的微扰法研究

运用微扰法研究了基于PM谱的二维各向异性海面电磁散射问题,结合其功率谱推导出了平面电磁波入射时的散射系数表达式。通过数值计算得到了HH极化下双站散射系数随散射角变化的曲线,讨论了摩擦风速、风区范围、海面上方10 m高度处的风速、观察方向与逆风方向之间夹角和入射波频率对双站散射系数的影响,得到了基于PM谱的二维各向异性海面电磁散射的基本特征、分区特征和随频率变化的特征。

陆海交界区与运动目标复合散射的矩量法研究

为了满足陆海交界区域上方雷达目标检测、识别和分类等的需要,对陆海交界区域表面与上方运动目标复合散射特性进行了研究。采用Monte Carlo方法结合皮尔森-莫斯科维茨(pierson-moskowitz,PM)海谱、Texel-Marsen-Arlose(TMA)海谱与指数功率谱分别生成深水海域海面、有限深海域海面和海岸地貌表面,参照国际无线电咨询委员会推荐的介质反射系数图表模拟海水与海岸的介电常数,运用矩量法计算了陆海交界区域表面与其上方运动圆形截面柱的复合散射系数,得出了复合散射系数的角分布曲线,分析了圆形截面柱分别在深水海域海面、有限深海域海面与海岸地貌表面横向平移、纵向平移对复合散射系数的影响,同时还分析了圆形截面柱分别移动至海岸地貌表面、有限深海域海面、深水海域海面对复合散射系数的影响。数值计算结果表明,复合散射系数随散射角振荡的变化,圆形截面柱在海岸地貌表面与深水海域海面上方的纵向平移对复合散射系数影响较为显著,而圆形截面柱在有限深海域海面上方的移动对复合散射系数的影响比较复杂,且当圆形截面柱沿陆海交界区域表面移动时,复合散射系数会受到较大的影响。

一种基于UV-ESA自校准和高精度的PM电学测量方法

电光相位调制器(Phase Modulator,PM)因无需偏置,线性调制和插损小等优点,被广泛应用于相干光通信、微波信号产生、处理和测量等领域.调制指数和半波电压是评估PM性能的关键参数.传统基于(Optical Spectrum Analyzer,OSA)的方法面临测量分辨率低和存在测量盲区问题.为此,本文提出了一种基于电谱分析(Unequal Voltage based on Electrical Spectrum Analyzer,UV-ESA)的自校准、高精度的PM特性参数测量方法.该方法利用同频、不同驱动电压比的情况下,通过分析失谐光学载波和调制边带分别与载波拍音电谱,实现PM调制指数和半波电压的高频特性参数测量.该方法不需改变测量链路结构,无需辅助宽带微波源或电光调制器,验证了所提方法的有效性,并对比OSA方法对结果的准确性进行了验证.