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九轴MEMS微型AHRS设计及其在矢量水听器中的应用

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中国惯性技术学报 2024年第5期32卷 468-474页

作者：王文龙田德艳崔宝龙袁猛姜兆祯海军潜艇学院青岛266199 崂山实验室青岛266235

为了精确测量矢量水听器的姿态,设计了一种体积为20 mm×20 mm×5 mm、重量为1.8 g的微型航姿参考系统(AHRS)。利用微机电系统(MEMS)陀螺仪测定角速度,用四元数等效旋转矢量算法求解姿态角;采用扩展卡尔曼滤波器对姿态角估计值进行修正... 详细信息

为了精确测量矢量水听器的姿态,设计了一种体积为20 mm×20 mm×5 mm、重量为1.8 g的微型航姿参考系统(AHRS)。利用微机电系统(MEMS)陀螺仪测定角速度,用四元数等效旋转矢量算法求解姿态角;采用扩展卡尔曼滤波器对姿态角估计值进行修正,并估计出MEMS陀螺仪的角速度漂移量。测试结果表明,所提AHRS的俯仰、横滚和航向角误差均方根值分别为0.04°、0.04°和0.34°。最后,将AHRS集成到矢量水听器中,并在加窗直方图统计波达方向估计算法中加入姿态修正。海上实验结果表明,对于航速为8 kn的目标船,经AHRS修正后的单矢量水听器方位角误差均方根值约为3.8°,减小了平台运动导致的方位测量误差。

关键词：航姿参考系统扩展卡尔曼滤波器矢量水听器波达方向估计

基于可见光与红外图像融合的装甲目标检测算法

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兵工学报 2024年第7期45卷 2085-2096页

作者：常天庆张杰赵立阳韩斌张雷陆军装甲兵学院北京100072 海军潜艇学院山东青岛266199

针对基于可见光图像的装甲目标检测算法易受地面复杂环境干扰的问题,提出一种基于可见光与红外图像融合的装甲目标检测算法,通过卷积神经网络自适应融合可见光和红外图像特征,提高对地面复杂环境下装甲目标的检测精度。针对装甲目标检... 详细信息

针对基于可见光图像的装甲目标检测算法易受地面复杂环境干扰的问题,提出一种基于可见光与红外图像融合的装甲目标检测算法,通过卷积神经网络自适应融合可见光和红外图像特征,提高对地面复杂环境下装甲目标的检测精度。针对装甲目标检测任务,通过实拍方式构建一个在复杂地面环境下的可见光-红外装甲(Visible-Thermal Armored Vehicle,VTAV)目标图像数据集;基于经典的单阶无锚框检测模型,设计前端特征融合结构、中端特征融合结构和后端特征融合结构;在VTAV数据集上对比不同融合结构和不同融合方式间的检测性能差异。实验结果表明,后端特征融合结构性能最佳,与基于可见光图像的装甲目标检测算法相比,mAP@0.5∶0.95提升2.6%,表明基于可见光与红外图像融合的装甲目标检测算法能够有效提升地面复杂环境下装甲目标的检测精度。

关键词：装甲目标目标检测可见光图像红外图像融合

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基于对数条件似然比的无偏自同步扰码识别

电子与信息学报 2024年第7期46卷 2757-2764页

作者：钟兆根谭继远谢存祥海军航空大学航空基础学院烟台264001 海军潜艇学院青岛266199

为克服现有无偏自同步扰码识别算法在低信噪比(SNR)下存在适应性差的缺点,该文提出一种基于对数条件似然比的软判决识别方法。该方法首先构建了线性分组码自同步加扰和卷积码自同步加扰的对偶向量积线性约束方程;然后推导了基于软判决... 详细信息

为克服现有无偏自同步扰码识别算法在低信噪比(SNR)下存在适应性差的缺点,该文提出一种基于对数条件似然比的软判决识别方法。该方法首先构建了线性分组码自同步加扰和卷积码自同步加扰的对偶向量积线性约束方程;然后推导了基于软判决的对数条件似然比函数衡量方程的成立概率,并分析了其均值和方差的分布特性;最后通过2元假设和推导的相应判别门限来完成两种自同步加扰的识别。仿真结果表明,所提算法能够在低信噪比下完成生成多项式的识别,具有较好的适应能力,与基于求解代价函数的识别方法相比,在信噪比低于3 dB时的算法识别率得到较大提高,识别率为90%时,约有3 dB的性能增益。

关键词：自同步扰码线性分组码卷积码对数条件似然比

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基于支持向量机集成的船舶舱室温湿度预测

海军工程大学学报 2024年第3期36卷 21-25,32页

作者：刘丙杰侯慕馨冀海燕海军潜艇学院山东青岛266119

针对船舶舱室温湿度保持困难、数据难以预测的问题,提出了基于克隆选择算法的支持向量机集成方法。首先,利用克隆选择算法优化个体支持向量机,根据个体预测误差进行自适应集成;然后,对舱室温湿度时间序列数据样本化,采用支持向量机集成... 详细信息

针对船舶舱室温湿度保持困难、数据难以预测的问题,提出了基于克隆选择算法的支持向量机集成方法。首先,利用克隆选择算法优化个体支持向量机,根据个体预测误差进行自适应集成;然后,对舱室温湿度时间序列数据样本化,采用支持向量机集成进行训练、测试;最后通过统计测试结果以及与BP神经网络、单支持向量机、GM(2,1)模型的预测误差对比发现,支持向量机集成模型可有效预测空调故障条件下船舶舱室温湿度的变化规律,为装备的使用和维护提供技术支持。

关键词：支持向量机集成船舶舱室温湿度预测

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潜艇强机动变深规避鱼雷攻击仿真研究

现代防御技术 2024年第1期52卷 124-129页

作者：丁文强丁浩赵志允海军潜艇学院山东青岛266199

潜艇利用强机动变深规避鱼雷末端攻击弹道是其规避鱼雷攻击的方法之一,也是潜艇防御鱼雷的最后措施。研究这种规避方法的可行性和有效性,可以为潜艇指挥员科学合理地操纵潜艇规避鱼雷攻击提供参考,对提高潜艇生命力和战斗力具有十分重... 详细信息

潜艇利用强机动变深规避鱼雷末端攻击弹道是其规避鱼雷攻击的方法之一,也是潜艇防御鱼雷的最后措施。研究这种规避方法的可行性和有效性,可以为潜艇指挥员科学合理地操纵潜艇规避鱼雷攻击提供参考,对提高潜艇生命力和战斗力具有十分重要的理论研究意义和军事应用价值。通过对强机动规避方案基本原理及不同机动方式的效果进行理论剖析,并对潜艇和鱼雷相对运动态势进行建模仿真计算,验证了潜艇强机动变深规避鱼雷攻击的效果。仿真计算表明,在一定距离范围内,高速机动的潜艇利用高压气吹除主压载水舱的水,同时采用上浮大舵角使潜艇大尾倾高速上浮至水面来规避鱼雷末端攻击弹道,随后迅速下潜到浅水层完成规避鱼雷攻击,这种战术机动规避措施在理论上是可行的,但是该方案采用时机亦应当充分考虑分析。

关键词：潜艇强机动变深规避鱼雷攻击仿真

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水下平台潜在区域威胁评估方法

火力与指挥控制 2024年第5期49卷 145-151页

作者：唐帅张驰范培勤海军潜艇学院山东青岛266199

为进一步提升对水下平台任务过程的复盘量化分析能力,分析开展水下平台潜在任务空间区域威胁评估迫切需求,讨论了水下平台潜在活动区域所面临的主要威胁因素和典型海洋环境影响因素;从威胁评估特征分析及指标体系构建、贝叶斯网络构造... 详细信息

为进一步提升对水下平台任务过程的复盘量化分析能力,分析开展水下平台潜在任务空间区域威胁评估迫切需求,讨论了水下平台潜在活动区域所面临的主要威胁因素和典型海洋环境影响因素;从威胁评估特征分析及指标体系构建、贝叶斯网络构造与推理以及威胁评估仿真实验设计3方面论述了水下平台潜在区域威胁评估方法,给出了水下平台潜在区域威胁评估典型实验过程及结果;对水下平台潜在区域威胁评估方法在水下平台任务复盘评估保障应用前景进行了展望。

关键词：水下平台威胁评估贝叶斯网络海洋环境

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动载作用下高强度钢的层裂特性研究

兵器材料科学与工程 2024年第2期47卷 129-135页

作者：初建鹏冯建程鞠翔宇姜涛海军潜艇学院山东青岛266044

结合VISAR测试技术,进行平板撞击试验,得到G50和30CrMnSiNi2A钢试件的自由面速度-时间曲线,分析材料的层裂强度、层裂片厚度及各自的应变率;用LS-DYNA结合Johnson-Cook本构模型和最大拉应力断裂准则,数值模拟了平板撞击层裂现象。结果表... 详细信息

结合VISAR测试技术,进行平板撞击试验,得到G50和30CrMnSiNi2A钢试件的自由面速度-时间曲线,分析材料的层裂强度、层裂片厚度及各自的应变率;用LS-DYNA结合Johnson-Cook本构模型和最大拉应力断裂准则,数值模拟了平板撞击层裂现象。结果表明:G50钢抵抗冲击的能力优于30CrMnSiNi2A钢;层裂强度和弹性屈服极限随应变率增加而增加;最大拉应力断裂准则较好地描述了这两种材料的层裂现象;数值模拟结果与试验结果较吻合,验证了模型的可靠性。

关键词：平板撞击试验 G50钢 30CrMnSiNi2A钢层裂 Johnson-Cook 数值模拟

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无人潜航器解算目标运动要素的一种方法

现代电子技术 2024年第9期47卷 173-176页

作者：张严朱伟良程菲海军潜艇学院山东青岛266199

随着计算机技术、人工智能、能源技术的发展,无人潜航器也被应用于军事领域。在分析了无人潜航器水下侦察搜索、反水雷战、水下诱骗战应用的基础上,提出潜艇采用线导方式控制双无人潜航器进行目标运动要素解算的方法,并分别通过图解法... 详细信息

随着计算机技术、人工智能、能源技术的发展,无人潜航器也被应用于军事领域。在分析了无人潜航器水下侦察搜索、反水雷战、水下诱骗战应用的基础上,提出潜艇采用线导方式控制双无人潜航器进行目标运动要素解算的方法,并分别通过图解法和计算法分析了其解算的原理。该方式只需探测目标的方位信息,降低了目标其他要素探测的难度,不仅增加了潜艇的探测距离还利于潜艇隐蔽,这对水下无人潜航器应用具有一定的参考意义。

关键词：无人潜航器目标运动要素线导方位解算图解法

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近冰面航行潜体受力及操纵仿真研究

舰船科学技术 2024年第14期46卷 21-25页

作者：张平黄海峰张建华胡坤海军潜艇学院山东青岛266199

冰层可以为潜体提供良好的隐蔽性,为潜体作战效能发挥提供极大帮助。研究潜体在冰层下航行时的受力及操纵方法,可以为潜体更好地履行使命任务提供有力支撑。以美国SUBOFF潜艇模型为研究对象,采用STAR-CCM+流体计算软件,对不同航速下的... 详细信息

冰层可以为潜体提供良好的隐蔽性,为潜体作战效能发挥提供极大帮助。研究潜体在冰层下航行时的受力及操纵方法,可以为潜体更好地履行使命任务提供有力支撑。以美国SUBOFF潜艇模型为研究对象,采用STAR-CCM+流体计算软件,对不同航速下的潜体近冰面运动进行数值计算分析,计算潜体受力及力矩。将潜体所受力及力矩与潜体空间六自由度方程结合,模拟潜体近冰面航行运动趋势,给出操纵方法。研究表明,近冰面航行会影响潜体航行深度及姿态保持,及时采用降速、首尾舵操舵、纵倾平衡水舱调水等操纵措施可有效控制潜体航行深度及姿态,避免触冰情况发生。

关键词：潜体冰面受力分析仿真计算操纵方法