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水下定位精度优化的AUV航路规划方法
1
作者 井中武 张昊楠 +2 位作者 刘冰 饶炜 阮福明 《哈尔滨工程大学学报》 北大核心 2025年第1期111-118,共8页
针对水声定位任务背景下,自主水下航行器的路径规划未充分考虑定位精度需求,导致定位精度较差的问题,本文提出了一种基于改进人工势场法的路径规划方法。通过建立视线力,使目标保持在声呐的视线范围内,并建立定位精度势场,以优化定位精... 针对水声定位任务背景下,自主水下航行器的路径规划未充分考虑定位精度需求,导致定位精度较差的问题,本文提出了一种基于改进人工势场法的路径规划方法。通过建立视线力,使目标保持在声呐的视线范围内,并建立定位精度势场,以优化定位精度。该方法与传统的引力场和斥力场相结合,同时具备避障能力,实现了对于定位精度与自主避障能力的兼顾。湖试试验结果验证了所提方法的有效性。 展开更多
关键词 路径规划 自主水下航行器 水声定位 人工势场法 长基线定位 定位精度 时延差 声信标
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阵列流形向量映射的虚拟稀疏阵测向方法
2
作者 王振波 井中武 +1 位作者 张昊楠 刘恺忻 《应用科技》 CAS 2024年第5期47-52,共6页
方位估计技术用于获得空间中的目标方位,阵列自由度表征阵列最多可分辨的目标个数,增加阵列自由度是方位估计的关键技术。稀疏阵的差分阵列可以实现利用较少的阵元个数,分辨更多的目标个数。但是为了降低稀疏阵的方位估计技术的难度,只... 方位估计技术用于获得空间中的目标方位,阵列自由度表征阵列最多可分辨的目标个数,增加阵列自由度是方位估计的关键技术。稀疏阵的差分阵列可以实现利用较少的阵元个数,分辨更多的目标个数。但是为了降低稀疏阵的方位估计技术的难度,只选取稀疏阵差分阵列中最大连续的均匀直线阵进行方位估计,造成了阵元信息的浪费,且经常无法有效提高阵列自由度。为了进一步提高自由度,本文提出一种阵列流形向量映射的虚拟稀疏阵方位估计方法,利用虚拟阵列技术,在实际稀疏阵中增加虚拟阵元,使得虚拟稀疏阵差分阵列的最大连续均匀直线阵具有更多阵元,从而增加阵列自由度,理论分析与仿真结果证明了该方法的有效性。 展开更多
关键词 稀疏阵 阵列自由度 虚拟阵列 阵列流形向量映射 阵列信号处理 波达方向估计 内插变换方法 目标测向
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微弱电信号检测分析综合实验平台建设 被引量：4
3
作者 邢维巍 樊尚春 +3 位作者 孙晋豪 郑敏 井中武 史慧超 《实验室研究与探索》 CAS 北大核心 2013年第5期67-71,共5页
为改善微弱生物信号处理,构建了微弱电信号检测分析实验平台。依托专业在相关科研领域的优势,自行开发了精密信号调理电路、多通道接口电路和数据处理系统,将多台高性能微弱信号处理仪器连接为一个综合平台,在统一操作界面的控制下,对M... 为改善微弱生物信号处理,构建了微弱电信号检测分析实验平台。依托专业在相关科研领域的优势,自行开发了精密信号调理电路、多通道接口电路和数据处理系统,将多台高性能微弱信号处理仪器连接为一个综合平台,在统一操作界面的控制下,对MEMS生物芯片或MEMS物理传感器中的微弱信号进行检测,或对学生自研的电路进行测试、诊断和评估。系统采用开放式结构,可以继续扩展新接口、暂时屏蔽部分功能、临时设置特殊行为或模拟产生各类故障,真正将抽象概念或理论与生动的实际联系起来,培养学生解决复杂问题或排除隐蔽故障的能力,实现交互式自主实验,满足多样性教学需求,为多门课程提供良好服务。 展开更多
关键词 教学实验平台 微弱信号 微机电系统 传感器技术 自主实验教学
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钻柱内声传输特性的信道建模与分析 被引量：3
4
作者 李成 井中武 +2 位作者 樊尚春 刘钊 丁天怀 《振动．测试与诊断》 EI CSCD 北大核心 2013年第3期405-409,524-525,共5页
为准确获取钻柱信道内声信号传输特性,基于一维低频纵波传输理论,应用有限差分法和传递矩阵法构建了周期性管结构钻柱信道模型,引入不同接收边界、钻柱长度等实际条件进行了信道瞬态响应仿真,研究了两种建模方法在信道模型求解中的性能... 为准确获取钻柱信道内声信号传输特性,基于一维低频纵波传输理论,应用有限差分法和传递矩阵法构建了周期性管结构钻柱信道模型,引入不同接收边界、钻柱长度等实际条件进行了信道瞬态响应仿真,研究了两种建模方法在信道模型求解中的性能,并分析了空间步长对信道模型分析的影响规律。计算结果表明,两种方法均能获得通阻带交替且通带伴有谐振尖峰的梳状滤波器频谱结构;但对于较长钻柱,受网格划分与步长选取影响,有限差分法引入的数值计算误差将产生频散,并导致通带平滑且谐振尖峰数目减少,而传递矩阵法则更适用于较长或具有非周期性结构的复杂钻柱信道频域分析。 展开更多
关键词 钻柱 周期结构 信道建模 振动检测 声传输特性
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钻柱信道内隔声体结构建模与仿真分析 被引量：3
5
作者 李成 井中武 +1 位作者 刘钊 樊尚春 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2013年第22期53-56,67,共5页
在随钻声传输技术中自钻柱底部上行的井下噪声及回波干扰严重降低声信号接收性能.基于低频纵波在声阻抗突变处及周期性管结构信道内的传输特性,设计具有周期性凹槽的隔声体结构.结合信道内噪声特征及隔声阻带中心频率,比较分析单结构隔... 在随钻声传输技术中自钻柱底部上行的井下噪声及回波干扰严重降低声信号接收性能.基于低频纵波在声阻抗突变处及周期性管结构信道内的传输特性,设计具有周期性凹槽的隔声体结构.结合信道内噪声特征及隔声阻带中心频率,比较分析单结构隔声体短节与组合结构隔声体频响特性及隔声量,并将隔声体引入钻柱信道,用钻柱内一维低频纵波传输有限差分算法,时、频域仿真分析隔声体在信道内的隔声性能.结果表明,组合隔声结构可实现较宽的隔声频带,使噪声水平降低20 ～40 dB,从而改善信噪比、提高传输速率,为钻柱声遥测系统优化设计提供方法基础. 展开更多
关键词 钻柱 声传输信号 隔声体 建模分析 噪声抑制
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钻柱信道内双声接收器的回波抑制方法分析 被引量：2
6
作者 李成 井中武 +2 位作者 刘钊 樊尚春 丁天怀 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2013年第4期66-70,共5页
在随钻测井中地面噪声与周期性信道结构形成的下行回波导致传输性能降低,为此,结合钻柱信道的噪声分析,利用上、下行信道的瞬态脉冲响应,构建回波噪声抑制模型,提出了双声接收器的检测方式。在钻柱激励端分别施加单位正弦脉冲信号和PSK... 在随钻测井中地面噪声与周期性信道结构形成的下行回波导致传输性能降低,为此,结合钻柱信道的噪声分析,利用上、下行信道的瞬态脉冲响应,构建回波噪声抑制模型,提出了双声接收器的检测方式。在钻柱激励端分别施加单位正弦脉冲信号和PSK调制数据,在接收端耦合下行的高斯噪声,应用钻柱内一维低频纵波传输的有限差分算法,在单接收器和双接收器模式下时域和频域仿真分析了钻柱内声信号的传输特性,验证了双声接收器检测方式的有效性。该方法可实现井下回波噪声的抑制,从而改善信噪比,提高传输速率,为钻柱声遥测系统优化设计提供方法基础。 展开更多
关键词 钻柱 声传输信号 双接收器 回波抑制 检测模型
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《误差分析与数据处理》的探究式教学 被引量：8
7
作者 李成 钱政 +1 位作者 樊尚春 井中武 《实验科学与技术》 2013年第1期83-85,148,共4页
针对《误差分析与数据处理》课程的特点及内容,为强化学生对基本理论的理解与应用,构建了多层次的课程教学体系,并凝练课程知识点,采用LabVIEW和Matlab软件,提出了理论与示例相结合的演示性教学方式。课程以学生为中心、教师为指导,注... 针对《误差分析与数据处理》课程的特点及内容,为强化学生对基本理论的理解与应用,构建了多层次的课程教学体系,并凝练课程知识点,采用LabVIEW和Matlab软件,提出了理论与示例相结合的演示性教学方式。课程以学生为中心、教师为指导,注重教学内容与算法实现的融合,突出学生的主动参与、思考和实践。通过理论知识传授、工程软件仿真及教学演示测试等环节,形成的"传授式+交互式"的探究式教学方式,有助于学生更直观与深入地掌握误差分析理论和数据处理方法。 展开更多
关键词 误差分析 数据处理 演示性教学平台 探究式教学
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钻柱信道中声信号传输的接收特性分析 被引量：2
8
作者 李成 刘钊 +1 位作者 樊尚春 井中武 《振动．测试与诊断》 EI CSCD 北大核心 2014年第4期744-748,783,共5页
针对周期性管结构信道特征,构建钻柱内一维低频纵波传输的有限差分模型,应用单个加速度传感器作为声接收器,在时、频域仿真分析了换能器接收位置对声信号传输特性的影响规律。在此基础上,考虑信道内多重回波对声通信信号检测的影响,基... 针对周期性管结构信道特征,构建钻柱内一维低频纵波传输的有限差分模型,应用单个加速度传感器作为声接收器,在时、频域仿真分析了换能器接收位置对声信号传输特性的影响规律。在此基础上,考虑信道内多重回波对声通信信号检测的影响,基于信道容量的分析,引入上、下行信道的单位脉冲激励响应,设计了一种基于双声接收器模式的回波噪声抑制方法,并利用倒频谱解析算法,求解接收信号中的回波信息,分析了单、双接收器工作模式下信道响应特征。数值仿真结果表明,双接收模式可有效抑制井下回波噪声,改善信噪比,从而实现更佳的信道接收性能。 展开更多
关键词 钻柱 周期结构 噪声 声接收特性 回波抑制
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基于VxWorks的CPCI多通道卡驱动设计与实现 被引量：2
9
作者 胡广浩 阮福明 +2 位作者 赵希昉 黄德友 井中武 《计算机测量与控制》 2022年第5期209-214,共6页
为解决大规模海上拖缆地震勘探对控制系统的实时性和处理效率问题,提出了采用CPCI工控机箱为硬件平台,VxWorks实时操作系统为软件处理平台,设计和实现了一套CPCI多通道卡驱动程序;通过分析VxWorks驱动程序结构和CPCI总线设备特点,重点... 为解决大规模海上拖缆地震勘探对控制系统的实时性和处理效率问题,提出了采用CPCI工控机箱为硬件平台,VxWorks实时操作系统为软件处理平台,设计和实现了一套CPCI多通道卡驱动程序;通过分析VxWorks驱动程序结构和CPCI总线设备特点,重点给出了从内存映射模块、中断注册初始化模块和中断处理模块等方面进行CPCI多通道卡驱动程序的设计方法、实现过程和关键代码;集成CPCI多通道卡驱动程序的“海燕”拖缆定位与控制系统具备12个通道数据处理能力,多次成功应用到海上生产作业中,其实时性和处理效率满足大规模海上拖缆地震勘探对控制系统的要求;CPCI多通道卡驱动程序设计合理,易于扩展到其他具有多通道、多任务、实时性要求高的嵌入式数据采集系统中。 展开更多
关键词 地震勘探 VXWORKS CPCI驱动程序
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可控尾靶设计
10
作者 樊贞 井中武 曾翔 《船海工程》 北大核心 2019年第5期72-74,79,共4页
针对海上石油地震勘探过程中,船体转弯时拖缆尾靶之间容易发生缠绕的问题,提出可控尾靶设计方案,利用固定在系统支撑架上的声学装置对电缆尾部位置进行实时监测,通过微处理器控制传动机构实现舵攻角的变化,实现电缆尾部位置的调节,使各... 针对海上石油地震勘探过程中,船体转弯时拖缆尾靶之间容易发生缠绕的问题,提出可控尾靶设计方案,利用固定在系统支撑架上的声学装置对电缆尾部位置进行实时监测,通过微处理器控制传动机构实现舵攻角的变化,实现电缆尾部位置的调节,使各可控尾靶之间的距离达到设定目标距离,避免尾部电缆发生缠绕。 展开更多
关键词 可控尾靶 舵系统 翼型 传动设计 多缆勘探
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