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基于SVM及PCSP的全极化探地雷达地雷探测方法研究

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地球物理学进展 2024年

作者：周皓秋冯晅董泽君梁文婧吉林大学地球探测科学与技术学院自然资源部应用地球物理重点实验室(吉林大学) 近地面探测技术重点实验室

近几年，全极化探地雷达（FP-GPR）被发展来用于增强探地雷达的分类识别能力。为了提取目标体的极化属性，许多合成孔径雷达（SAR）中的极化分解技术被应用于FP-GPR。H-Alpha分解可以获得H和α两个参数用于分类。但是，由于FP-GPR与SAR... 详细信息

近几年，全极化探地雷达（FP-GPR）被发展来用于增强探地雷达的分类识别能力。为了提取目标体的极化属性，许多合成孔径雷达（SAR）中的极化分解技术被应用于FP-GPR。H-Alpha分解可以获得H和α两个参数用于分类。但是，由于FP-GPR与SAR在测量方式上有许多不同之处，SAR中经典的H-Alpha分类模板不完全适用于FP-GPR。本文对比了利用机器学习算法SVM及PCSP方法，两种方法从FP-GPR数据中分析获得规律并建立起适用于FP-GPR的新的分类标准，通过对4种目标体数据的训练和测试证明了两种方法的可行性，并对比了两种方法的正确率。最后，本文将SVM及PCSP应用到了地雷探测识别中，提出了两种新的地雷探测识别方法，对两种方法的结果进行了对比。

关键词：全极化探地雷达(FP-GPR) 支持向量机(SVM) 粒子中心支持面(PCSP) H-Alpha分解地雷探测

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2023年度外军太空态势感知领域发展分析

战术导弹技术 2024年第3期 56-63页

作者：王虎邓大松韩长喜南京电子技术研究所雷达探测感知全国重点实验室江苏省探测感知技术重点实验室南京210039

从威胁对象、体系集成、能力发展、系统布局、装备改进、技术创新和作战运用7个角度具体分析了国外太空态势感知领域2023年度的发展态势,并对未来发展趋势进行了展望。分析表明,随着低轨星座的大规模部署,太空环境正趋于更为复杂和拥挤... 详细信息

从威胁对象、体系集成、能力发展、系统布局、装备改进、技术创新和作战运用7个角度具体分析了国外太空态势感知领域2023年度的发展态势,并对未来发展趋势进行了展望。分析表明,随着低轨星座的大规模部署,太空环境正趋于更为复杂和拥挤,为应对这些挑战,需要充分集成现有雷达和光电传感器装备,提升数据传输与信息融合能力,增强威胁目标的意图判别能力,开发新型深空探测手段,从而全面提升太空态势感知能力。

关键词：太空态势感知太空碎片太空监视网络深空先进雷达太空作战条令无源雷达星链

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里德堡原子雷达接收灵敏度极限

微波学报 2024年第2期40卷 1-7页

作者：夏凌昊肖俊祥董屾金翔赵盛至南京电子技术研究所南京210039 雷达探测感知全国重点实验室南京210039 江苏省探测感知技术重点实验室南京210039

里德堡原子在微波场的存在下呈现出电磁诱导透明效应,因而可用于微弱电场的探测。近年来,基于里德堡原子微波探测技术的新型雷达接收机架构引起了业内广泛关注。文中分析了里德堡原子雷达接收机的外部和内部噪声源,探究了里德堡原子接... 详细信息

里德堡原子在微波场的存在下呈现出电磁诱导透明效应,因而可用于微弱电场的探测。近年来,基于里德堡原子微波探测技术的新型雷达接收机架构引起了业内广泛关注。文中分析了里德堡原子雷达接收机的外部和内部噪声源,探究了里德堡原子接收机的灵敏度,指出在雷达侦收场景下,当前可制备的里德堡原子接收机灵敏度不及传统电子技术接收机,并针对里德堡原子雷达接收机的实用化提出了技术改进方案。

关键词：里德堡原子高灵敏度探测标准量子噪声极限

超网络视角下中国高速铁路网络拓扑特性与韧性研究

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系统工程理论与实践 2024年

作者：唐坤徐添郭唐仪邵飞近地面探测技术重点实验室南京理工大学自动化学院陆军工程大学野战工程学院

高速铁路是中国重要的交通运输方式。本文研究中国高速铁路网络的拓扑结构和韧性。首先构建中国高速铁路超网络，并进行可视化处理。其中存在部分线路脱离主要网络的情况。然后选择契合高速铁路网络特性的指标进行拓扑分析。最后选择自... 详细信息

高速铁路是中国重要的交通运输方式。本文研究中国高速铁路网络的拓扑结构和韧性。首先构建中国高速铁路超网络，并进行可视化处理。其中存在部分线路脱离主要网络的情况。然后选择契合高速铁路网络特性的指标进行拓扑分析。最后选择自然连通度作为网络韧性量化指标，选取随机和蓄意两种策略对网络抗毁能力进行动态评估。结果表明中国高速铁路超网络中存在少数节点发挥主要作用的现象，如郑州东站、南京南站等。优先攻击此类节点对网络自然连通度的影响最大。本文将超图理论与高速铁路相结合，在地理相关性的基础上考虑了运营关系，使对拓扑特性和网络韧性的研究更准确。本文为高速铁路网络的规划、建设和运营提供科学参考，对促进铁路事业的发展具有重要的实践意义。

关键词：高速铁路超网络拓扑结构抗毁性自然连通度

面向配电柜字符识别的YOLOv7-MSBP目标定位算法

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计算机应用 2024年第10期44卷 3191-3199页

作者：王呈王炀荣英佼江南大学物联网工程学院江苏无锡214122 近地面探测技术重点实验室江苏无锡214035

通过机器视觉算法精确定位配电柜仪表的位置是实现仪表智能化识别的关键。针对配电柜背景复杂、字符尺度多样和相机像素低而导致的目标定位精度不高问题,提出一种面向配电柜字符识别的YOLOv7-MSBP目标定位算法。首先,设计Micro-branch... 详细信息

通过机器视觉算法精确定位配电柜仪表的位置是实现仪表智能化识别的关键。针对配电柜背景复杂、字符尺度多样和相机像素低而导致的目标定位精度不高问题,提出一种面向配电柜字符识别的YOLOv7-MSBP目标定位算法。首先,设计Micro-branch检测分支,改进初始锚框铺设间隔,从而提高对小目标的检测精度。其次,引入双向特征金字塔网络(BiFPN)跨尺度融合不同层特征值,以改善因下采样造成的细节特征丢失、特征融合不充分的现象;同时,设计同步混合阈卷积注意力模块(Syn-CBAM),加权融合通道和空间注意力特征,以提升算法的特征提取能力;并且,在主干网络引入部分卷积(PConv)模块,以降低算法冗余和延迟,提高检测速度。最后,将YOLOv7-MSBP的定位结果送入Paddle OCR(Optical Character Recognition)模型识别字符。实验结果表明,YOLOv7-MSBP算法的平均精度均值(mAP)达到93.2%,与YOLOv7算法相比提高了4.3个百分点,可见所提算法能够快速准确定位识别配电柜字符,验证了所提算法的有效性。

关键词： YOLOv7算法仪表识别注意力机制双向特征金字塔机器视觉

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融合双目信息的队列姿态检测

计算机应用研究 2024年第9期41卷 2860-2866页

作者：赵继发王呈荣英佼江南大学物联网工程学院江苏无锡214122 近地面探测技术重点实验室江苏无锡214000

为实现队列姿态动作的准确评估,针对训练场景中踢腿高度等三维人体姿态特征难以准确测量的问题,提出融合双目信息的队列三维姿态特征检测方法。方法分为2D姿态估计和双目立体匹配两个阶段。为提高2D人体姿态检测精度,设计基于改进HRNet... 详细信息

为实现队列姿态动作的准确评估,针对训练场景中踢腿高度等三维人体姿态特征难以准确测量的问题,提出融合双目信息的队列三维姿态特征检测方法。方法分为2D姿态估计和双目立体匹配两个阶段。为提高2D人体姿态检测精度,设计基于改进HRNet网络的2D姿态估计模型。首先,在主干网络引入空间通道注意力,增强特征提取能力。特征融合层采用自适应空间特征融合模块,融合网络多尺度特征。其次,采用无偏数据处理方法进行热图编解码,减小数据统计误差。最后,在模型训练时采用由粗到细的多阶段监督方法,提高关键点的检测准确率。在2D姿态估计模型基础上,采用标准相关匹配函数实现双目立体匹配,再通过坐标变换得到三维人体姿态。实验结果表明,改进的姿态估计网络有较好的精度,在COCO数据集上精度达到77.1%,在自制的队列训练数据集上精度达到86.3%,相比原网络分别提升2.2%和3.1%。在三维人体姿态的踢腿高度实验中,该方法测得平均相对误差为2.5%,充分验证了算法的有效性。

关键词：图像处理双目视觉注意力机制姿态估计

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面向战场低空目标的轻量化识别方法

兵工学报 2024年

作者：徐图南高昂陈昱成闫守成邓斌西北工业大学电子信息学院西安交通大学电子与信息学部近地面探测技术重点实验室

在智能雷探测目标的过程中，通过边缘设备对目标进行实时识别尤为重要，而考虑到嵌入式设备存在资源受限等多方面的问题，对于目标识别网络轻量化的需求逐渐凸显。针对战场目标图像较少、对比度低等问题，提出一种名为YOLOF的战场低空... 详细信息

在智能雷探测目标的过程中，通过边缘设备对目标进行实时识别尤为重要，而考虑到嵌入式设备存在资源受限等多方面的问题，对于目标识别网络轻量化的需求逐渐凸显。针对战场目标图像较少、对比度低等问题，提出一种名为YOLOF的战场低空目标识别算法。该算法基于YOLOv5s网络模型，使用循环对抗网络应用于图像增强；通过融合RepVGG模块和SiLU激活函数，依靠结构重参数化和更高效的激活函数，提升了模型的特征提取能力和推理速度；再以基于滤波器重要性的剪枝算法，精确评估和删除权重影响较低的滤波器，优化了模型的结构，提升了计算和存储效率；而后通过基于特征层次的知识蒸馏方法，使教师模型向学生模型的特征层进行知识传递，保持了剪枝后模型的高性能。实验结果表明，所提的YOLOF算法相较初始YOLOv5s算法，可以在保证高精度目标识别的同时，实现网络结构的轻量化，即参数量仅有3.6×106，平均精度均值在自制数据集中达到86.3％，以满足战场低空目标的识别要求。

关键词：目标识别 YOLOv5s网络剪枝网络轻量化:知识蒸馏

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基于三维墙体补偿的快速重聚焦算法

雷达学报（中英文） 2024年第4期13卷 822-837页

作者：袁玉冰叶盛波纪奕才林波梁啸李心慧刘小军方广有罗朝鹏吕荣其中国科学院空天信息创新研究院北京100190 中国科学院大学电子电气与通信工程学院北京100094 近地面探测技术重点实验室无锡214035

超宽带穿墙雷达具备穿透墙体的能力,结合多输入多输出(MIMO)技术可以实现墙体后侧隐蔽目标的成像,为建筑物内人员检测和定位提供了丰富的信息。该文基于调频连续波(FMCW)体制下的多发多收超宽带穿墙雷达系统,提出了一种闭环干涉校准方法... 详细信息

超宽带穿墙雷达具备穿透墙体的能力,结合多输入多输出(MIMO)技术可以实现墙体后侧隐蔽目标的成像,为建筑物内人员检测和定位提供了丰富的信息。该文基于调频连续波(FMCW)体制下的多发多收超宽带穿墙雷达系统,提出了一种闭环干涉校准方法,校正了由系统内部误差产生的图像散焦。墙体的存在会导致目标成像位置偏离真实位置,该文推导了联合通道和像素点的三维墙体补偿算法,并基于其几何特性,提出快速重聚焦算法。首先去除墙体影响、确定目标存在区域;鉴于区域几何特性,选择适应区域形状的球坐标网格划分;分区域进行局部重聚焦,避免了因电磁波衰减导致成像结果中出现强目标掩盖弱目标的现象,并且球坐标形式的网格划分和局部成像大大缩减了算法耗时。通过仿真分析与实验验证,该文提出的系统校准方法能有效补偿系统误差,快速重聚焦算法可以实现墙后人体多目标三维定位,各维度定位精度优于10 cm,计算效率相对其余算法提升了5倍左右。从目标检测概率方面,所提算法相比其余算法不会出现弱目标的漏检。

关键词：超宽带穿墙雷达调频连续波闭环干涉校准三维墙体补偿快速重聚焦

基于粒子群算法的低轨重点卫星雷达协同探测任务规划方法

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现代雷达 2024年第6期46卷 108-114页

作者：陈冠任刘伟翟计全赵盛至张蒙夏凌昊南京电子技术研究所江苏南京210039 雷达探测感知全国重点实验室江苏南京210039 江苏省探测感知技术重点实验室江苏南京210039

为提升定轨、成像、目标特性测量等多种模式下的观测效率,基于粒子群算法提出了一种低轨重点卫星雷达观测任务规划方法。相较基于优先级的任务规划方法,文中方法可对所有卫星按给定观测频次无丢失观测,满足雷达视场、时间窗口、任务切... 详细信息

为提升定轨、成像、目标特性测量等多种模式下的观测效率,基于粒子群算法提出了一种低轨重点卫星雷达观测任务规划方法。相较基于优先级的任务规划方法,文中方法可对所有卫星按给定观测频次无丢失观测,满足雷达视场、时间窗口、任务切换等约束。使用雷达仰角、斜距、雷达截面积构建权值对基于观测时长的目标函数进行修改,并使用粒子群优化算法求解最大总观测时长或最快完成时间。仿真场景为两部假想地面雷达协同对30颗低轨重点卫星做24 h~72 h观测。结果表明,所有卫星无丢失观测,最大总观测时长和最快完成时间分别为18622 s和15 h 16 min(场景时间:24 h)。使用带有权值的目标函数可获得平均观测仰角、斜距的改善,而总观测时长基本一致。

关键词：任务规划低轨卫星空间目标监视雷达协同态势感知