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都市快轨交通 2023年第6期36卷 124-128页

作者：于秋波韩朝建陆军倪国政天津津铁供电有限公司天津300171

城市轨道交通目前多采用刚性架空接触网供电方式为地铁列车提供电能动力。刚性接触网的磨耗状态是关乎弓网匹配关系的重要指标,磨耗如果超限后将会导致严重的弓网故障,因此对磨耗数据的监测十分重要。本研究以地铁刚性接触网为研究对象... 详细信息

城市轨道交通目前多采用刚性架空接触网供电方式为地铁列车提供电能动力。刚性接触网的磨耗状态是关乎弓网匹配关系的重要指标,磨耗如果超限后将会导致严重的弓网故障,因此对磨耗数据的监测十分重要。本研究以地铁刚性接触网为研究对象,通过线激光器与高速面阵相机实时拍摄光带轮廓,基于改进后的通道可靠性的多尺度背景感知相关滤波跟踪算法,拟合计算出磨耗数值,有效地处理光照、尺度、遮挡等复杂因素,取得较高跟踪精度和成功率,精确度高达94%。此方法以动态连续磨耗测量代替人工测量,实现连续、全面、高效检测接触网磨耗状态,能够大幅提高接触网磨耗测量效率与精度,达到全面管控接触网的目的,为接触网预防性维护提供指导。接触网导线磨耗能够实现连续测量,较人工测量方式测量效率显著提高。研究应用后在原有接触网磨耗数据监测的基础上,增加了接触网磨耗增长率跟踪监测,当接触网磨耗增长速度过快时,增加人工检查频次,保证接触网设备运营安全。

关键词：城市轨道交通刚性接触网滤波跟踪算法全面管控磨耗增长率

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结合特征置信度的背景感知相关滤波跟踪算法

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现代电子技术 2021年第17期44卷 72-79页

作者：胡国清陈辽林刘谦波戈明亮 JAHANGIR Alam SM 华南理工大学机械与汽车工程学院广东广州510000

基于相关滤波的跟踪算法表现突出,然而在复杂跟踪环境下跟踪器很容易发生预测错误而导致跟踪失败。针对这一问题,提出一种结合特征置信度的背景感知跟踪算法。首先,采用较大的样本采集区域捕捉背景信息对滤波器训练,利用二次项替换及交... 详细信息

基于相关滤波的跟踪算法表现突出,然而在复杂跟踪环境下跟踪器很容易发生预测错误而导致跟踪失败。针对这一问题,提出一种结合特征置信度的背景感知跟踪算法。首先,采用较大的样本采集区域捕捉背景信息对滤波器训练,利用二次项替换及交替方向乘子法对模型进行快速求解。在颜色特征、方向梯度直方图特征以及灰度特征等多特征融合的基础上,根据目标响应大小对每个特征通道动态计算特征置信度,通过特征置信度加权来训练新的滤波器。为提高滤波器鲁棒性,结合APCE和特征置信度对滤波器进行高置信度更新。所设计的算法在OTB100数据集上与多个优秀相关滤波算法进行对比,实验结果显示,该算法在多种复杂场景下均具有较好的准确性和实时性。

关键词：滤波跟踪算法背景感知特征置信度 APCE 背景信息捕捉特征融合滤波器训练

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基于DM3730船用雷达ARPA系统研究与实现

基于DM3730船用雷达ARPA系统研究与实现

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作者：李浩泷电子科技大学

学位级别：硕士

自动雷达标绘仪（ARPA）作为一种船用避碰预警系统，在引导船舶安全航行方面发挥着极其重要的作用。目前除了大型远洋船舶必须安装ARPA雷达外，小型货船、渔船等也在逐渐加装带有ARPA功能的雷达设备。本文主要阐述如何在嵌入式平台上实... 详细信息

自动雷达标绘仪（ARPA）作为一种船用避碰预警系统，在引导船舶安全航行方面发挥着极其重要的作用。目前除了大型远洋船舶必须安装ARPA雷达外，小型货船、渔船等也在逐渐加装带有ARPA功能的雷达设备。本文主要阐述如何在嵌入式平台上实现ARPA系统，并且从工程实现的角度，改进了ARPA算法的关键参数，在性能有所提高的基础上，降低ARPA工程实现难度。本文设计了一种基于DM3730嵌入式处理器的船用雷达ARPA系统，主要内容如下： 1.研究传统ARPA算法和现有的自适应算法，优化自适应算法的关键参数，优化后的自适应算法指标有所提高。对比传统ARPA算法，目标做匀速直线运动时性能相当，而当目标机动时，优化后的自适应算法具有明显的优势。采用异构双核框架实现算法，算法在ARM端打包为API供系统控制软件调用，在DSP核心中执行。雷达扫描周期为2.4秒，为了提高数据处理的实时性，算法和驱动程序配合，本文将一周期的雷达数据分为100份进行处理，每处理完一份数据立即传输至显示软件。 2.为了达到最大的数据吞吐率及最小的系统负载，驱动程序中采用乒乓缓冲及DMA采集目标数据。本文乒乓缓冲区的特点是ARM、DSP及DMA三方共享，驱动接收完数据后不需要二次拷贝，DSP核心能直接对乒乓缓冲区进行处理，乒乓缓冲的切换由DMA自主进行，数据的接收过程无需CPU参与。 3.系统控制软件，该软件主要负责与界面、DSP算法和驱动之间的交互。从整体上控制数据传输，雷达前端配置及DSP算法控制，是整个系统的控制枢纽。系统控制软件处理所有与平台相关的操作，保证了显示软件的可移植性。 4.参照中华人民共和国国家标准《船用自动雷达标绘仪（ARPA）性能要求、测试方法和要求的测试结果》，设计了ARPA信息显示的基本界面和标识。界面采用QT实现，代码中不使用与平台相关的系统调用，完全使用QT提供的库，使其具有很强的可移植性。界面的开发调试可以在PC平台上进行，完成后使用交叉编译器编译后即可在所选的嵌入式平台上运行。

关键词：自动雷达标绘仪嵌入式滤波跟踪算法驱动程序 DM3730

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外辐射源雷达目标检测系统的数据采集和处理

外辐射源雷达目标检测系统的数据采集和处理

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作者：刘宇杰西安电子科技大学

学位级别：硕士

随着现代雷达的不断发展,由于常规雷达在探测目标时自身会发射电磁波,存在被敌方发现的危险,所以常规雷达的应用受到了很大的限制。外辐射源雷达理论的提出受到了国内外学者的广泛关注,由于其利用现有的第三方照射源进行目标检测,不会... 详细信息

随着现代雷达的不断发展,由于常规雷达在探测目标时自身会发射电磁波,存在被敌方发现的危险,所以常规雷达的应用受到了很大的限制。外辐射源雷达理论的提出受到了国内外学者的广泛关注,由于其利用现有的第三方照射源进行目标检测,不会发射电磁波,所以其具有成本低廉、可探测隐身目标、不易被发现、不会产生电磁污染等优点。另外,外辐射源雷达在实际应用场景中存在单帧数据量大、虚警率高等问题,所以针对外辐射源雷达目标检测系统的数据采集和传输技术的研究则变得十分重要。本文对外辐射源雷达目标检测系统的数据采集和处理展开研究,主要内容如下:1.外辐射源雷达数据采集与传输技术。为了能够展开后续的数据处理操作,降低虚警率、获得目标真实航迹,必须保证前端系统采集到的数据正确且不存在数据丢失。本文介绍了针对调频广播信号外辐射源雷达目标检测系统的数据实时传输方法,实验分析表明,上述数据实时传输方法适用于单帧数据量为75MB的情况,随着单帧数据量的增大,会造成数据丢失的问题。针对这个问题,提出了一种基于均衡缓冲区的数据实时传输方法。该方法利用均衡缓冲区实现了数据的环形缓冲,避免了读写速度不一致造成缓冲区数据的冲刷。针对信号处理后的点迹传输,论文给出了一种基于UDP的点迹信息传输方法,可用于将实时信号处理后的点迹信息传输至终端机进行数据处理。2.外辐射源雷达跟踪前数据处理技术。本文将外辐射源雷达的数据处理分为针对量测的跟踪前数据处理和外辐射源雷达目标定位滤波跟踪算法,其中跟踪前数据处理也称为数据预处理。在本系统中,雷达信号接收机会接收到很强的杂波信号,使本外辐射源雷达系统产生大量虚假量测,造成真实目标被检测到的概率降低。针对虚警点过多的问题,本文提出并实现了一种数据预处理方案。本方案首先利用质心法估计目标点迹信息,然后利用逻辑法起始航迹,并利用最近邻域法匹配现有量测信息,最后利用序列概率比检验法,终止脱离雷达探测范围的目标航迹。本文利用仿真分析和实测结果对所提数据预处理方案的有效性进行了验证。3.外辐射源雷达跟踪算法。由于系统的角分辨力较差,无法提供目标准确的角度量测,依靠单站的距离-多普勒量测无法完成目标定位,所以采用基于目标的多站距离-多普勒量测滤波跟踪算法来获得目标的定位信息。针对单站无法完成定位的问题,本文基于“三发一收”外辐射源雷达系统,介绍并实现了扩展卡尔曼滤波和不敏卡尔曼滤波,并通过对比两种算法的跟踪精度,选择不敏卡尔曼滤波算法作为本文跟踪算法。最后通过仿真分析和实测结果验证了本文所述数据处理方案的有效性。

关键词：外辐射源雷达实时数据采集数据处理滤波跟踪算法

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