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基于非对称幅度插值的二维来波方位估计

系统工程与电子技术 2024年第1期46卷 10-21页

作者：陈筱月马晓川李璇中国科学院声学研究所水下航行器信息技术重点实验室北京100190 中国科学院大学电子电气与通信工程学院北京100049

幅度插值方位估计法通过对少数几个波束采样插值得到来波方位,避免了密集的方位搜索,在工程中有广泛的应用。目前该方法大多基于一维,且使用对称函数进行插值,估计误差较高。本文通过解耦的方式将该方法由一维推广至二维任意阵,并考虑... 详细信息

幅度插值方位估计法通过对少数几个波束采样插值得到来波方位,避免了密集的方位搜索,在工程中有广泛的应用。目前该方法大多基于一维,且使用对称函数进行插值,估计误差较高。本文通过解耦的方式将该方法由一维推广至二维任意阵,并考虑真实方位谱在偏离0°后左右波束不对称的情况,利用左右波束斜率比作为求解条件,使用非对称函数进行幅度插值。进一步,针对二维非对称插值中出现的角度失配问题,提出了迭代插值的解决方法。最后仿真分析了插值方法、迭代插值以及信噪比对插值精度的影响,所提出方法的插值精度优于传统对称插值方法;且通过千岛湖实验数据验证,所提方法以10°间隔插值得到的估计精度可以比拟常规波束形成以0.01°进行密集扫描的估计精度。所提方法能够在满足一些工程应用中对实时性要求的同时达到较高的方位估计精度。

关键词：来波方位估计二维非对称插值斜率比角度失配迭代插值

唐山公安：擎旗奋进矢志不渝践行担当 001

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唐山公安：擎旗奋进矢志不渝践行担当

唐山劳动日报

作者：卢山孙明慧马晓川李健

作为国家安全的守护者，公安民警肩负着维护社会安定、保障人民安宁的神圣使命。他们的每一次擎旗奋进，都是对这一使命的郑重承诺。而这一深深烙印在每一位公安民警心中的使命，亦成为他们坚定的信仰和责任担当。 2023年是全面贯彻党... 详细信息

作为国家安全的守护者，公安民警肩负着维护社会安定、保障人民安宁的神圣使命。他们的每一次擎旗奋进，都是对这一使命的郑重承诺。而这一深深烙印在每一位公安民警心中的使命，亦成为他们坚定的信仰和责任担当。 2023年是全面贯彻党的二十大精神的开局之年，也是全市公安机?

关键词：网格化见警率警务工作公安机关

来源： cnki报纸评论

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唐山公安全力守护南湖灯会游客平安

唐山公安全力守护南湖灯会游客平安

唐山劳动日报

作者：卢山马晓川李健

本报讯（记者卢山通讯员马晓川、李健）“您好，我想寻找几名警察同志……”2月16日，一通电话打到唐山市公安局南湖分局，一名来自天津的游客讲述了一桩暖心故事。“昨天，我们一家来南湖灯会游览，游览过程中，我母亲不慎摔倒骨折... 详细信息

本报讯（记者卢山通讯员马晓川、李健）“您好，我想寻找几名警察同志……”2月16日，一通电话打到唐山市公安局南湖分局，一名来自天津的游客讲述了一桩暖心故事。“昨天，我们一家来南湖灯会游览，游览过程中，我母亲不慎摔倒骨折，还犯了心脏病，情况特别危急，把我们一......

关键词：公安局

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混合1范数与全变分约束下的海底目标探测

声学学报 2023年第4期48卷 632-645页

作者：陈筱月马晓川李璇裴兴园扶钰斌中国科学院水下航行器信息技术重点实验室(声学研究所) 北京100190 中国科学院大学电子电气与通信工程学院北京100049

提出了一种以1范数与全变分的加权和作为正则项的方位估计算法,该算法通过1范数稀疏约束来获得高分辨能力,采用全变分约束来加强目标边缘特征并提高其内部的平滑性,在提高方位分辨率的同时,改善了对方位扩展目标估计性能。在宽带条件下... 详细信息

提出了一种以1范数与全变分的加权和作为正则项的方位估计算法,该算法通过1范数稀疏约束来获得高分辨能力,采用全变分约束来加强目标边缘特征并提高其内部的平滑性,在提高方位分辨率的同时,改善了对方位扩展目标估计性能。在宽带条件下对算法进行了扩展,将接收信号在频域分频后的子频带变换回时域,再在时域上使用窄带算法进行处理,这样避免了时域分段处理造成的时间分辨力的损失。结合了海底探测场景进行了仿真实验验证,结果显示,所提算法的探测结果不仅获得了方位分辨率提升,而且总平方误差小于目前常见的同类算法。因此,在对海底大型方位扩展目标的探测当中,通过在稀疏优化类方位估计方法中加入全变分约束能够保持目标的结构特征,有效提升探测性能。

关键词：海底目标探测方位估计稀疏优化全变分

最小方差无失真响应波束形成解卷积后处理算法

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信号处理 2022年第1期38卷 9-18页

作者：宋其岩马晓川李璇詹飞中国科学院声学研究所中科院水下航行器信息技术重点实验室北京100190 中国科学院大学北京100049

为提高最小方差无失真响应(Minimum Variance Distortionless Response,MVDR)波束形成算法的方位分辨能力,本文将MVDR算法的输出功率谱重新建模为卷积的形式,并运用两种解卷积技术对MVDR的方位谱进行后处理。该算法将角度空间中心位置... 详细信息

为提高最小方差无失真响应(Minimum Variance Distortionless Response,MVDR)波束形成算法的方位分辨能力,本文将MVDR算法的输出功率谱重新建模为卷积的形式,并运用两种解卷积技术对MVDR的方位谱进行后处理。该算法将角度空间中心位置的单个声源的MVDR方位谱当作点扩散函数(Point Spreading Function,PSF),并运用Richardson-Lucy算法和快速迭代收缩阈值算法(Fast Iterative Shrinkage-Thresholding Algorithm,FISTA)分别对MVDR(MVDR-RL,MVDR-FISTA)的方位谱进行解卷积后处理,获得背景级更低的MVDR-RL和MVDR-FISTA方位谱,同时提高了分辨能力和估计精度。仿真实验显示了所提算法的良好性能。

关键词：最小方差无失真响应解卷积 Richardson-Lucy 快速迭代收缩阈值方位估计

基于YOLOv3锚框优化的侧扫声呐图像目标检测

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信号处理 2022年第11期38卷 2359-2371页

作者：陈禹蒲马晓川李璇中国科学院声学研究所中科院水下航行器信息技术重点实验室北京100190 中国科学院大学北京100049

利用侧扫声呐图像来探查海底目标对海洋资源开采和海上军事防护都有重大意义。目前人为提取图像特征进行目标检测的传统机器学习方法逐渐被深度学习取代。深度学习技术在降低算法复杂度的同时提高图像目标检测效率,极大地推动了目标检... 详细信息

利用侧扫声呐图像来探查海底目标对海洋资源开采和海上军事防护都有重大意义。目前人为提取图像特征进行目标检测的传统机器学习方法逐渐被深度学习取代。深度学习技术在降低算法复杂度的同时提高图像目标检测效率,极大地推动了目标检测技术地发展。将深度学习检测算法应用到侧扫声呐图像目标检测领域时,锚框作为目标检测网络中较为重要的先验信息会影响最终的检测性能,考虑到声呐数据集的真实目标框与网络设定的锚框未必贴合的问题,本文在YOLOv3的基础上对锚框进行了优化,给出了一种能够获取有效先验锚框的策略。首先使用K-Means算法对真实目标框进行聚类,获得比较贴合于声呐数据集的锚框,然后设计了一种超参数锚框映射关系对聚类后的锚框进行拉伸变换,这样获得的锚框既包含了声呐数据集的目标框信息,也能利用到YOLOv3的多尺度特性。实验结果表明,所提锚框优化策略能够让YOLOv3网络获得更优的检测性能,适用于侧扫声呐图像的目标检测问题。

关键词：侧扫声呐图像目标检测锚框深度学习

敷设空腔覆盖层水下复杂目标的声散射特性研究

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声学技术 2023年第4期42卷 409-418页

作者：李静马晓川李璇中国科学院声学研究所北京100190 中国科学院水下航行器信息技术重点实验室北京100190 中国科学院大学北京100049

研究敷设空腔覆盖层水下复杂目标的声散射特性具有重要的意义。首先通过建模软件构建目标模型,然后利用分层近似法,结合多层介质的传递矩阵方法,将含有变截面空腔的吸声覆盖层分为多个可视为圆柱空腔结构的薄层,进而实现复合结构的声反... 详细信息

研究敷设空腔覆盖层水下复杂目标的声散射特性具有重要的意义。首先通过建模软件构建目标模型,然后利用分层近似法,结合多层介质的传递矩阵方法,将含有变截面空腔的吸声覆盖层分为多个可视为圆柱空腔结构的薄层,进而实现复合结构的声反射系数的求解,最后利用基于戈登(Gordon)积分的板块元方法对目标强度进行预报,并针对复杂目标提出基于光线投射的可见面元判别方法。在此基础上,以BeTSSiⅡ标准模型为例,研究敷设空腔覆盖层的水下复杂目标的声散射方位特性和频率特性。结果表明:文中提出的基于光线投射的可见面元判别方法可以快速有效地提供板块元方法所需的可见面元;板块元方法对BeTSSiⅡ标准模型的预报结果可以很好地反映其目标强度的特征及其变化规律;模型敷设空腔覆盖层可以有效降低目标强度,与敷设等厚均匀覆盖层时相比,复合结构声反射系数曲线的第一谷值频率降低,在频率较低时敷设空腔覆盖层的吸声效果更好,可以进一步减小目标强度。该研究有助于实际工程中实现对水下平台散射特性的快速预报。

关键词：目标强度声散射板块元空腔覆盖层戈登(Gordon)积分

利用变温扫描隧道显微镜原位测量锐钛矿型TiO_(2)(001)重构表面

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Chinese Journal of Chemical Physics 2023年第2期36卷 125-131,I0054页

作者：刘建一马晓川李欣潼程正旺崔雪峰王兵中国科学技术大学合肥微尺度物质科学国家研究中心合肥230026

金属氧化物表面的催化性能主要取决于其表面原子结构,在不同的样品处理条件和催化反应过程中,表面原子结构通常会发生变化.因此,获得不同处理条件的表面原子形貌对于进一步理解复杂重构表面的催化机理具有重要意义.本文报道了氩离子刻... 详细信息

金属氧化物表面的催化性能主要取决于其表面原子结构,在不同的样品处理条件和催化反应过程中,表面原子结构通常会发生变化.因此,获得不同处理条件的表面原子形貌对于进一步理解复杂重构表面的催化机理具有重要意义.本文报道了氩离子刻蚀后的锐钛矿TiO_(2)(001)薄膜,在不同温度加热处理下的表面形貌演变,并使用变温扫描隧道显微镜进行了表征.实验结果表明,在不同的加热温度下,样品的表面形貌不同.热处理过程中,O原子从体相向TiO_(2)(001)表面迁移,对形成(1x4)重构过程中Ti^(2+)和Ti^(3+)态的再氧化起了重要作用.TiO_(2)(001)-(1x4)表面的原子级分辨图像显示出不对称的脊链特征,这很好地支持了TiO_(2)(001)-(1x4)重构表面的完全氧化结构模型.

关键词：锐钛矿型二氧化钛(001) 表面重构变温扫描隧道显微镜

复杂水下环境中的Dual-HFM速度谱优化

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系统工程与电子技术 2023年第10期45卷 2999-3007页

作者：扶钰斌马晓川李璇孙博昊陈筱月裴兴园中国科学院声学研究所水下航行器实验室北京100190 中国科学院大学北京100049

在理想环境下,双双曲调频(dual hyperbolic frequency modulation,Dual-HFM)速度谱估计方法可得到高分辨率的连续多普勒估计结果。然而由多径、双目标环境引起的旁瓣干扰,削弱了速度谱方法抑制噪声的能力,影响目标参数估计。针对该方法... 详细信息

在理想环境下,双双曲调频(dual hyperbolic frequency modulation,Dual-HFM)速度谱估计方法可得到高分辨率的连续多普勒估计结果。然而由多径、双目标环境引起的旁瓣干扰,削弱了速度谱方法抑制噪声的能力,影响目标参数估计。针对该方法在多径、双目标等各种复杂水声环境中的应用,进行了深入的讨论,推导了多径、双目标造成的速度谱旁瓣位置,并提出了基于多帧信号的速度谱旁瓣抑制方法,利用另一维度信号空间中目标回波信息与多径杂波旁瓣的差异性,抑制了复杂水下环境中的速度谱旁瓣,并保留了速度谱计算量低的优点。通过数值仿真验证了所提方法的适用性,为低信噪比、多径、双目标环境下的多普勒估计提供了理论依据。

关键词：双双曲调频信号多普勒估计多径效应多帧信号旁瓣抑制