合成孔径声纳中高速距离求解的FPGA实现

在合成孔径声纳的时域成像算法中,求解接收换能器到成像点之间的距离是其中重要的一步.由于求解距离需要使用两次平方、一次加法和一次开方运算,计算量之大使得在实时成像算法中常用查方法代替实时距离求解,但此方法既不精确也消耗了大量存储器以及前端总线资源.本文提出了一种基于现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)的单精度浮点高速距离求解的方法.实验表明,该方法可以实现单线程413.4M次/秒的距离求解,远高于通用处理器,且具有较小的FPGA资源占用.     

电场辅助脱除高温下的钠蒸气

随着高温烟气驱动气体涡轮机的发展及在高效燃煤电厂中的应用,对脱除高温烟气中的粉尘及有害气体提出了很高的要求.其中脱除气态的钠、钾对保护气体涡轮机免受腐蚀有重要意义.本文主要介绍了静电场对在1 200℃以上去除钠蒸气的影响的实验研究的结果.高温下钠以离子的形式存在,其在电场作用下向阴极作漂移运动并与阴极上的硅铝氧化物反应而被脱除.电场的存在能加速钠离子的漂移速率,从而改善其脱除的反应动力学,达到脱除增效的目的.     

浅谈结构后浇带的设计与施工

现行的《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002,以下简称混凝土规范)中,对钢筋混凝土结构伸缩缝最大间距的要求比原规范严格了,规范用词由“可”改为“宜”。这就要求在结构设计中,设计者必须认真对待由于结构超长而对结构带来的不利影响,当增大结构伸缩缝间距或者不设置伸缩缝时     

基于改进SSD的合成孔径声纳图像感兴趣小目标检测方法

轻量化目标检测模型SSD-MV3(Single Shot Detection-MobileNet V3)因输入图像尺寸限制无法直接检测高分辨率大尺寸合成孔径声纳（Synthetic Aperture Sonar, SAS）图像中感兴趣小目标.为此,本文提出了一种新的目标检测方法 HRSSD(High Resolution Single Shot Detection),该方法通过冗余切割确保SSD-MV3输入图像尺寸的规范以及感兴趣小目标的完整,并利用二次非极大值抑制保证检测结果的唯一.此外,提出了一种尺度、空间和通道注意力机制联合的特征提取模块,并利用该模块重新设计了SSD-MV3的基础网络和附加特征提取网络,记作SSD-MV3P(Single Shot Detection-MobileNet V3 Pro),使得SSD-MV3P能更有效的感知感兴趣小目标特征信息.实验结果表明,在感兴趣小目标检测数据集SST(Sonar Small Targets)上,SSD-MV3P的平均检测精度（mean Average Precision, mAP）比SSD-MV3提升4.39%.HRSSD实现...     

基于改进DPC方法的合成孔径声纳运动补偿研究

合成孔径声纳(Synthetic Aperture Sonar,SAS)成像的难点之一在于声纳基阵载体的不稳定运动影响了合成孔径上水听器接收信号的相干性,其结果将导致图像的畸变和图像分辨率降低。本文在分析基本偏移相位中心(Displaced Phase Centers,DPC)方法的基础上,提出了一种在没有冗余的相位中心而数据在空间的相关性较强时适用的DPC算法。改进的DPC算法能够有效地估计并补偿声纳基阵的侧摆(sway)和偏航角(yaw)导致的运动误差。通过仿真和实验数据验证了算法的有效性。     

三维成像声呐图像重建研究

针对成像声呐领域中水下目标探测、识别等问题,基于三维探测声呐2304通道波束形成数据,研究三维成像声呐可视化方法,仿真了三维点云重构算法,并根据实际应用需求,在设备实现中改进了算法,使其在实际环境中可动态调节阈值,优化成像效果。水池、湖试实验表明:以该可视化方法为基础的三维探测声呐可正确显示目标位置、形态;且在混响环境中对复杂探测目标有良好的重构效果;同时通过与二维声呐图像对比,进一步验证了该三维声呐在轮廓识别方面的优越性。     

自适应峰值匹配法在风速测量中的应用

介绍了超声波时差法测量风矢量的基本原理,利用测量回波信号起点求得风速。通过分析传统的时差检测方法在风速测量系统中的缺陷,提出了一种基于幅值特征提取的快速自适应波形匹配法,来克服传统方法带来的较大误差。在无风状态下,以两路波形上升段几个连续对应峰值点比例作模板,将实测回波信号所得峰值比例与模板匹配,找到正确的波形峰值对应关系,从而准确测量两波形时差。通过仿真实验测试,此法效果良好,运算速度快,克服了数据量较大时互相关法计算量大的缺点,同时计算准确性大大提高,规避了单阈值法错判的情况,结合插值法测速精度可达0.1 m/s。     

基矛电磁波的低流速测量中干扰因素分析研究

介绍了电磁渡测量流速的基本原理一多普勒效应．分析了影响低流速测量的主要干扰因素一发射泄漏干扰和旁瓣干扰。根据接收信号中发射泄漏干扰不变的特性,提出了去均值滤波的方法来消除干扰,对数据进行预处理;根据旁瓣干扰的信号特性,提出了通过频谱加窗和二次加权平均法构造频域带通滤波器来抑制干扰的方法,在仿真比较完各个窗函数的性能之后,选定布莱克曼窗来进行频谱加窗。仿真分析表明,旁瓣干扰经频域带通滤波后得到了很好的抑制。最后通过实验测试验证了这些方法在流速测量中的显著效果。     

基于Chirp-z变换的电波流速仪的测量精度研究

测速中对回波信号的处理大多采用FFT方法测频。为了提高测量精度,需要增加采样点数,这样使得运算量增大。提出了一种局部细化方法,通过FFT找出感兴趣的某一频率范围,再对该段进行Chirp-z变换,也就是说在不增加采样点数,运算量增加不大的前提下,提高测量精度。实验结果表明,这种细化方法能够有效提高测量精度。