PDM-YOLO:渐进式动态锚点距离调控侧扫声呐图像目标检测

1

作者 郑世民 张印辉 +2 位作者 何自芬 张涛 陈光晨 《计算机工程与应用》 北大核心 2025年第13期309-320,共12页

针对侧扫声呐图像分辨率低、轮廓模糊且存在目标形状畸变严重导致检测精度低的问题,提出一种渐进式动态锚点距离调控侧扫声呐图像检测网络。设计渐进式感知主干网络利用卷积核感受野渐进扩张策略促进声呐图像稀疏目标由局部特征感知过... 针对侧扫声呐图像分辨率低、轮廓模糊且存在目标形状畸变严重导致检测精度低的问题,提出一种渐进式动态锚点距离调控侧扫声呐图像检测网络。设计渐进式感知主干网络利用卷积核感受野渐进扩张策略促进声呐图像稀疏目标由局部特征感知过渡到整体感知。针对侧扫声呐图像中实例尺度动态范围较大且轮廓模糊易导致预测边界框定位不准确问题,提出动态锚点距离定位损失函数以动态最小化预测边界框与真实值边界框点距。构建空间定位分组聚合注意力模块,将分组聚合自注意力建立长距离依赖与通道位置注意力建立上下文相关性结合,进一步挖掘水下稀疏目标特征信息。实验结果表明,提出的声呐图像检测算法较基准网络在平均检测精度方面提升6.3个百分点,达到88.2%,检测速度达到149帧/s,从而验证了该算法对侧扫声呐图像检测的有效性。 展开更多

关键词 目标检测 声呐图像 注意力 渐进式感知 损失函数

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基于避碰声呐的远程鱼雷水下自主障碍规避算法研究 被引量：6

2

作者 胡纽 董春凯 王志强 《舰船科学技术》 北大核心 2016年第5期116-120,151,共6页

伴随着航程可达上千千米的远程鱼雷的出现,对鱼雷远程航渡过程中自主规避可能出现的障碍物提出新要求。本文以某型远程鱼雷为背景,基于模糊控制方法,提出一种基于避碰声呐的远程鱼雷自主避障算法,提出规避障碍物的规划,并通过计算模拟... 伴随着航程可达上千千米的远程鱼雷的出现,对鱼雷远程航渡过程中自主规避可能出现的障碍物提出新要求。本文以某型远程鱼雷为背景,基于模糊控制方法,提出一种基于避碰声呐的远程鱼雷自主避障算法,提出规避障碍物的规划,并通过计算模拟避碰声呐探测信息,在仿真平台上对该算法进验证,结果表明运用该算法远程鱼雷能利用自身携带的前视避碰声呐探测到障碍物,并通过障碍规避算法控制鱼雷航行规避障碍物时,本文提出的障碍规避算法可以引导鱼雷规避障碍物,到达设定的目标点。 展开更多

关键词 远程鱼雷 障碍规避 算法仿真

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基于深度学习的水下目标识别方法研究 被引量：14

3

作者 王升贵 胡桥 +1 位作者 陈迎亮 叶明刚 《舰船科学技术》 北大核心 2020年第23期141-145,共5页

针对传统机器学习在水下目标识别方面严重依赖先验知识、识别精度低的难题,提出基于深度学习的水下目标辨识方法。该方法通过短时傅里叶变换进行时频分析获取水下目标信号的LOFAR谱图,将目标从一维序列空间映射至类别可分性更高的二维... 针对传统机器学习在水下目标识别方面严重依赖先验知识、识别精度低的难题,提出基于深度学习的水下目标辨识方法。该方法通过短时傅里叶变换进行时频分析获取水下目标信号的LOFAR谱图,将目标从一维序列空间映射至类别可分性更高的二维矢量空间。利用深度卷积神经网络自适应实现对目标LOFAR图特征提取,最后采用全连接层将特征变换至类别空间,用Softmax函数实现水下目标智能辨识。结合7类不同水下目标的实测舰船辐射噪声数据从网络模型结构参数、激活函数、池化方法以及数据片段长度等方面对深度学习分类精度进行验证。结果表明,利用二维时频谱图变换和卷积神经网络相结合的方法可有效降低噪声的影响,分类精度可达98.57%。验证了基于深度学习的水下目标辨识方法的有效性,为海洋装备智能目标探测与识别提供了一种新的研究思路与方法。 展开更多

关键词 水下目标识别 时频分析 深度学习 卷积神经网络

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基于粒子滤波的声呐图像目标跟踪算法研究 被引量：3

4

作者 黄松威 朱兆彤 胡友峰 《舰船科学技术》 北大核心 2019年第3期135-139,共5页

声呐图像目标跟踪技术在水下UUV作战系统中具有重要意义,由于水声环境复杂,噪声干扰严重,导致声呐目标跟踪效果欠佳。本文针对UUV声呐成像特点,首先给出一种改进的Curvelet变换图像增强方法,可以有效降低声呐图像噪声并在一定程度上增... 声呐图像目标跟踪技术在水下UUV作战系统中具有重要意义,由于水声环境复杂,噪声干扰严重,导致声呐目标跟踪效果欠佳。本文针对UUV声呐成像特点,首先给出一种改进的Curvelet变换图像增强方法,可以有效降低声呐图像噪声并在一定程度上增强目标图像的边缘。并此基础上,提出一种基于粒子滤波的声呐目标跟踪算法以获得更为准确的目标跟踪效果。仿真结果表明,相较于传统声呐目标跟踪,该方法具有更好的目标跟踪精度以及鲁棒性。 展开更多

关键词 声呐目标跟踪 粒子滤波 声呐成像

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欠驱动UUV首尾平行操舵控制器设计研究 被引量：1

5

作者 段曰逊 龚时华 《舰船科学技术》 北大核心 2019年第9期65-69,共5页

对欠驱动UUV首尾平行操舵模式的控制特性和应用需求进行分析,建立首尾平行操舵控制数学模型。设计首尾平行操舵混合控制器,尾舵通过PID控制器实现深度控制,首舵通过基于模糊PID的前馈-反馈复合控制器实现姿态调整。首舵前馈控制器用于... 对欠驱动UUV首尾平行操舵模式的控制特性和应用需求进行分析,建立首尾平行操舵控制数学模型。设计首尾平行操舵混合控制器,尾舵通过PID控制器实现深度控制,首舵通过基于模糊PID的前馈-反馈复合控制器实现姿态调整。首舵前馈控制器用于补偿尾舵引起的扰动,模糊PID反馈控制器用于补偿前馈控制偏差和外界扰动。仿真结果表明,设计的混合控制器实现了小攻角爬潜控制,控制器精度高、适应性好,首舵反馈控制采用模糊PID控制器后,具有更高的鲁棒性。 展开更多

关键词 UUV PID控制器 模糊控制器 前馈-反馈控制器

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利用麦克风阵列的管道主动噪声控制方法 被引量：3

6

作者 刘全利 刘宏博 +3 位作者 钱加浩 张立勇 王伟 高广恩 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期1286-1295,共10页

空调通风管道在运行时,内部出现的低频噪声很难通过包裹消音材料等被动式降噪方法消除.而在部署主动噪声控制时,会出现声反馈现象,影响降噪性能甚至造成控制系统的响应发散.针对这种声反馈现象,本文在分析其产生原因的基础上,将麦克风... 空调通风管道在运行时,内部出现的低频噪声很难通过包裹消音材料等被动式降噪方法消除.而在部署主动噪声控制时,会出现声反馈现象,影响降噪性能甚至造成控制系统的响应发散.针对这种声反馈现象,本文在分析其产生原因的基础上,将麦克风阵列作为前馈,对Duvall-Frost结构的线性约束最小方差波束成形算法加入预调向,提出了利用麦克风阵列的管道主动噪声控制方法,实现单方向拾取来自管道上游的噪声信号,避免声反馈带来的影响.并利用滤波器x最小均方误差(FxLMS)算法作为自适应控制算法,针对4种典型低频噪声,在真实管道环境下进行主动降噪实验.实验结果表明,相比不使用麦克风阵列的情况,本文提出的主动噪声控制方法能达到明显的降噪性能,且在稳定性方面取得较好结果. 展开更多

关键词 主动噪声控制 声反馈 管道系统 FxLMS 麦克风阵列

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叶片厚度分布对离心泵流动结构及性能的影响 被引量：14

7

作者 张黎雯 吴成硕 +3 位作者 高兴 易家乐 武鹏 吴大转 《流体机械》 CSCD 北大核心 2023年第6期19-25,65,共8页

为研究叶片厚度分布对离心泵性能的影响,在保证蜗壳和叶轮其他参数不变的情况下,设计了3种不同叶片厚度分布的模型,采用定常和非定常数值计算方法分别获取不同模型的外特性和压力脉动情况,并结合内部流动结构进行对比分析。结果表明:采... 为研究叶片厚度分布对离心泵性能的影响,在保证蜗壳和叶轮其他参数不变的情况下,设计了3种不同叶片厚度分布的模型,采用定常和非定常数值计算方法分别获取不同模型的外特性和压力脉动情况,并结合内部流动结构进行对比分析。结果表明:采用抛物线型非均匀叶片厚度分布方式能够显著提高离心泵性能,在设计工况下厚度较大的模型相比初始模型扬程提高0.38 m,效率提高3.07%;非均匀叶片厚度分布能够改善泵内流场,通过减小叶轮中部叶片载荷变化梯度,从而有效减少叶片间轴向旋涡,但在一定程度上加剧了尾缘流动分离;泵内非定常压力脉动主频集中在叶频上,采用非均匀叶片厚度分布能够显著降低泵内不同位置处的压力脉动幅值,相比初始模型,2个厚度优化模型在叶轮出口各监测点处的平均叶频脉动幅值分别降低了21.7%和33.5%,一定程度减弱了泵运行过程中的流致振动。 展开更多

关键词 离心泵 叶片厚度分布 外特性 压力脉动

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一种水下非均质拖曳线列阵动力学仿真方法及试验验证 被引量：1

8

作者 叶凡滔 陈彦勇 +1 位作者 邵永勇 朱敏 《舰船科学技术》 北大核心 2017年第3期127-130,134,共5页

基于Ablow和Schechter经典差分方法,分析水下非均质拖曳线列阵的受力特性,建立其空间运动控制方程。采用中心差分法和牛顿迭代法对运动控制方程进行离散及时间和空间上的迭代求解,获得水下非均质拖曳线列阵的动力学特性。在此基础上,结... 基于Ablow和Schechter经典差分方法,分析水下非均质拖曳线列阵的受力特性,建立其空间运动控制方程。采用中心差分法和牛顿迭代法对运动控制方程进行离散及时间和空间上的迭代求解,获得水下非均质拖曳线列阵的动力学特性。在此基础上,结合非均质线列阵实尺度模型,设计并开展湖中的实航拖曳试验,分析比较了试验数据与仿真结果。研究表明,本文提出的数学仿真方法有效可靠,可为水下非均质拖曳线列阵动力学特性分析提供一种有效的技术手段。 展开更多

关键词 线列阵 动力学仿真 拖曳试验

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一种基于分数阶傅里叶变换的主动声自导回波检测方法 被引量：3

9

作者 徐伟 许传 +2 位作者 马艳秋 胡友峰 和斌 《舰船科学技术》 北大核心 2022年第2期161-165,共5页

研究一种基于分数阶傅里叶变换(FRFT)的主动声自导回波信号检测方法。在主动声自导中chirp类信号是常用的主动目标探测信号之一。由于分数阶傅里叶变换在处理chirp类信号时具有巨大优势,提出一种新的chirp类回波信号检测方法,通过对回... 研究一种基于分数阶傅里叶变换(FRFT)的主动声自导回波信号检测方法。在主动声自导中chirp类信号是常用的主动目标探测信号之一。由于分数阶傅里叶变换在处理chirp类信号时具有巨大优势,提出一种新的chirp类回波信号检测方法,通过对回波信号进行FRFT处理与相关处理可实现对目标的有效检测。仿真结果表明,与传统拷贝相关方法相比,基于FRFT的chirp类检测方法具有更佳的检测效果,在声自导中具有良好的应用前景。 展开更多

关键词 主动声自导 分数阶傅里叶变换(FRFT) 信号提取 拷贝相关

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美国水下机动无人系统能力发展新构想 被引量：2

10

作者 钟宏伟 冯炜云 徐翔 《舰船科学技术》 北大核心 2017年第12期1-5,共5页

美军试图通过大力发展以机动无人系统为主体的水下战无人装备,加强前沿水下无人系统预置,全力推进水下无人区域机动预警探测系统布建,重点攻关水下自主通信组网、自主协同、自主探测预警等先进技术,打造新型水下作战体系能力。本文通过... 美军试图通过大力发展以机动无人系统为主体的水下战无人装备,加强前沿水下无人系统预置,全力推进水下无人区域机动预警探测系统布建,重点攻关水下自主通信组网、自主协同、自主探测预警等先进技术,打造新型水下作战体系能力。本文通过解读美军近年发布的《未来海军》、海上项目增补计划、颠覆性技术领域发布的项目文件,及水下机动无人系统与技术新发展项目研发和试验中取得的一些成果,初探了未来机动无人系统能力的发展设想。 展开更多

关键词 无人系统 水下机动 构想

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AUV自主收放装置结构及控制系统设计 被引量：1

11

作者 赵军齐 常进官 《舰船科学技术》 北大核心 2021年第3期101-105,共5页

AUV技术对于提高海洋资源环境的勘测和开采效率具有重要意义。在AUV收放过程中,传统的回收方式是在母船上起吊回收,人为参与完成挂钩任务,这种方式受风浪的影响较大。为了提高AUV的使用保障能力,需要针对AUV的自主收放技术展开研究。基... AUV技术对于提高海洋资源环境的勘测和开采效率具有重要意义。在AUV收放过程中,传统的回收方式是在母船上起吊回收,人为参与完成挂钩任务,这种方式受风浪的影响较大。为了提高AUV的使用保障能力,需要针对AUV的自主收放技术展开研究。基于AUV良好的实时性、连续性及可移动性的特点,本文设计一套AUV自主收放装置,可用于AUV的自动布放及回收。该装置由固定架、控制台、吊机装置、绞车、定滑轮、钢丝绳、收放架等组成。设计各部分的机械结构,并通过系统校核验证结构设计的合理性。同时,设计AUV收放存储装置控制系统,实现对机械液压执行器的精密控制、传感器的数据采集、系统状态参数显示、试验参数调整、工作状态监控和安全报警等功能,能够对控制系统的控制流程进行辅助判断和安全保障。解决了传统AUV收放技术的难题,提高了AUV收放的智能化水平。 展开更多

关键词 AUV 自主收放装置 水下机器人

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一种接收换能器指向性凹陷方法

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作者 高立 施光韩 +1 位作者 朱大非 胡友峰 《舰船科学技术》 北大核心 2023年第11期123-126,共4页

本文介绍一种接收接收换能器指向性凹陷方法,旨在控制接收换能器指向性来提高实收实发系统中的声隔离度。通过在换能器表面黏贴吸声、反声材料,减小换能器在指定方向接收到的声波,从而形成该方向指向性的凹陷。不同黏贴方式下的对比试... 本文介绍一种接收接收换能器指向性凹陷方法,旨在控制接收换能器指向性来提高实收实发系统中的声隔离度。通过在换能器表面黏贴吸声、反声材料,减小换能器在指定方向接收到的声波,从而形成该方向指向性的凹陷。不同黏贴方式下的对比试验结果表明:该方法可使接收换能器在指定方向形成-20~-10 dB的指向性凹陷,且实施简单、成本低廉,可为实收实发、声隔离等技术及装备的实现提供支撑。 展开更多

关键词 声隔离 换能器指向性 实收实发

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基于改进隔离罩涡流损耗的磁耦合传动装置温度场分析

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作者 符盼 张强 刘旭豪 《舰船科学技术》 北大核心 2017年第12期36-39,共4页

磁耦合传动装置作为水下大深度尾轴密封的有效方法,工作时钛合金隔离罩温升过高可导致结构发生形变,永磁体退磁。本文基于磁耦合传动装置的工作特点,建立2D和3D损耗模型,计算不同永磁体布置方式下隔离罩涡流损耗,择选出最小损耗布置方... 磁耦合传动装置作为水下大深度尾轴密封的有效方法,工作时钛合金隔离罩温升过高可导致结构发生形变,永磁体退磁。本文基于磁耦合传动装置的工作特点,建立2D和3D损耗模型,计算不同永磁体布置方式下隔离罩涡流损耗,择选出最小损耗布置方式。利用Fluent软件建立三维温度场有限元分析模型,对涡流损耗优化后的磁耦合传动装置,隔离罩、永磁体等主要部件瞬态温度场求解分析。仿真结果表明,永磁体轴向分4段时,隔离罩涡流损耗最小,各部件瞬态温升满足安全性能要求。 展开更多

关键词 磁耦合 隔离罩 涡流损耗 瞬态温度场

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