合成孔径雷达光学处理的新成果

本研究项目构建了一个SAR算法分析试验台，并验证了合成孔径数据获取期间对非线性运动目标的聚焦能力。试验台由连接到低端SGI工作站上的ImSyn光电处理机组成。为了支持动目标聚焦，并为成保处理提供必要的用户交互，开发了一套软件工具。用各种各样的模拟数据集和真实SAR数据研究并测试了动目标算法。文中详细描述了已成功应用于SAR与ISAR数据收集处理的方法、算法、有些方法，算法对目标辨别与非合作目标识别也具有意义。     

改进YOLOv4的表面缺陷检测算法

为解决航空发动机部件表面缺陷检测精度低、检测速度慢的问题,提出一种改进的YOLOv4算法进行智能检测。在路径聚合网络（PANet）结构中融合浅层特征与深层特征,增大特征检测尺度,同时去除自下而上的路径增强结构,提高小目标检测精度和整体检测速度;根据各类缺陷数量不同的情况,优化聚焦损失中的平衡参数,增加权重因子调节各类缺陷的损失权重,将改进后的聚焦损失代替分类误差中的交叉熵损失函数,降低样本不平衡和难易样本对检测精度的影响。实验表明：相比于原始YOLOv4算法,改进后的YOLOv4算法在测试集上的平均精度均值（mAP）为90.10%,提高了2.17%;检测速度为24.82 fps,提高了1.58 fps,检测精度也高于单发多框检测（SSD）算法、EfficientDet算法、YOLOv3算法和YOLOv4-Tiny算法。     

基于信息论匀质性测度的各向异性扩散相干斑抑制算法

 针对传统各向异性扩散抑斑算法存在的均匀区域噪声平滑不充分、边缘随迭代弱化及迭代次数的确定缺乏理论指导等问题,提出了一种新的各向异性扩散抑斑算法,该算法采用信息论匀质性测度作为图像中匀质区域与边缘的鉴别因子,使扩散系数能够更准确地控制扩散强度与扩散速率,从而达到充分平滑均匀区域噪声及保护边缘的目的。基于各向异性扩散方程求解与鲁棒误差范数最小化的等效性,提出了一种各向异性扩散方程的迭代停止准则。利用合成孔径雷达图像对本文算法的抑斑和边缘保持性能进行了仿真实验验证。结果表明,本文算法在均匀区域相干斑噪声抑制、边缘保持等方面均取得了优于传统算法的效果。     

激波风洞流场密度测量的聚焦纹影技术

在激波风洞试验中发展了聚焦纹影显示技术,对流场的密度进行了定量测量.聚焦纹影显示具有对流场区域聚焦显示的特点,可获得流场某个聚焦测试区域的密度变化信息.依据聚焦纹影成像原理建立了密度计算数学模型,对试验中获得的带窗口模型流场聚焦纹影图像与试验前获得的流场图像灰度变化处理后,得到了流场聚焦区域的密度定量值.试验测量密度值与数值计算结果进行了比较,结果表明试验获得的密度值变化规律与数值模拟吻合较好,证实了利用聚焦纹影技术开展流场密度测量是可行的.     

中国民航运输系统性测度研究

对民航运输系统发展程度的有效测度是实现民航运输系统协同发展的前提和基础,从民航运输系统性内涵出发,构建了民航运输系统性测度模型。借助数据包络分析评价方法,建立了民航运输系统总体评价方法,基于协同理论建立了民航运输子系统协调度测度模型和方法。并应用所建立的模型和方法,对中国民航运输系统性状况进行了实证研究。研究结果表明,中国民航系统的有效性有待提高,航空公司系统、机场系统与空管系统两两之间均处于中度协调状态,动态协调度呈现出上升趋势。     

基于线聚焦菲涅耳透镜的空间聚光光伏系统特性的实验研究

对线聚焦菲涅耳透镜的空间聚光光伏系统的特性开展了实验研究,以期解决工程设计时多参数合理匹配和选择的问题。通过研制由菲涅耳透镜—单晶硅太阳电池光伏组件、太阳模拟器和测试设备组成的实验装置,开展了菲涅耳透镜失焦距离、聚光比和太阳电池短路电流、开路电压、最佳功率、填充因子、效率、温度等之间的关系以及不同失焦距离和不同太阳光线横向偏角对聚焦宽度的影响的实验测试和实验分析工作。研究结果表明：聚光太阳电池性能随短路电流和最佳功率的提高而提高,短路电流和最佳功率分别随聚光比的增加而近似呈线性增大,开路电压基本不随聚光比变化;失焦距离变化引起透镜聚焦宽度变化,进而影响电池表面辐射强度和有效聚光比,应控制失焦距离在可允许范围内;太阳电池串联电阻对聚光太阳电池工作性能存在不利影响,需尽可能选择低串联内阻、高填充因子的太阳电池;应保证聚光太阳电池具有良好的散热条件;太阳光线横向偏角会导致聚焦宽度变大、聚光比减小,并使聚焦光线偏离太阳电池,应控制横向偏角在规定范围内。研究结果为线聚焦菲涅耳透镜空间聚光光伏系统工程设计提供了技术支持。     

二维凹面腔内连续超声速射流入射压力对激波聚焦的影响

为研究射流入射压力对连续超声速射流对撞诱导激波聚焦的影响,开展了二维凹面腔内连续超声速射流对撞诱导激波聚焦的实验,分析了流场演化过程及动态压力特性。结果表明:连续超声速射流在凹面腔内对撞后出现了水平拉锯脉动模态和上下交叉脉动模态,在水平拉锯脉动模态中能实现频率为9k Hz左右的激波聚焦,实质是凹面腔内的气流周期性排出后形成的低压区导致射流喷管出口形成前导激波并在凹面腔底部聚焦;射流入射压力越小,凹面腔底部和射流对撞位置的压力脉动幅值越小,凹面腔底部激波聚焦的频率和强度越小,当入射压力减小到0.3MPa后,凹面腔内无法实现激波聚焦。     

聚焦透镜天线焦斑宽度估算

根据惠更斯-菲涅耳原理,通过简单的推导,得出聚焦透镜天线焦平面上焦斑宽度的近似计算公式,并讨论了与焦平面平行的平面上的焦斑场.为证明该方法的计算精度及效率,设计了一个Ka波段聚焦透镜天线,并加工了两个天线样品进行比较.对两天线进行了平面近场扫描测试,采用近似公式计算得到的Ka波段聚焦透镜天线半功率点宽度与实验数据接近,表明文中给出的公式有一定工程参考作用.      

计算机确定CCD相机焦面的误差分析

在将ＣＣＤ安置于ＣＣＤ相机焦面的过程中,需要确定相当光光学系统的焦面位置,由于定焦过程中采用了计算机技术,将人为因素的影响降至最低,在测试设备,测量环境等因素成为影响测量精度的主要误差来源,对此,应用误差理论,按误差的作用类型分析进行了分析。     

基于失真度评估的时变聚焦多波束形成算法

为 了在保证声呐成像质量的 前提下,缓解近场聚焦精度与计算复杂度之间的矛盾,文中提出了一种基于失真度评估的时 变聚焦多波束形成算法。首先,建立近场时变聚焦模型,将聚焦点的时间结构和半圆形阵列 的空间结构联系起来,获得了各个聚焦点精确的延时信息;其次,在兼顾波束方向图的各项 性能指标的基础上,利用二阶锥规划（Second-order cone programming, SOCP）方法设计 了各个聚焦点的最优权值;最后,构建散焦波束失真度的评估模型,并在失真度阈值的约束 下,合理地选择了几个必要的聚焦面。仿真和测试结果表明,该算法减轻了硬件计算和存储 的压力,提高了工程的可实现性,而且对复杂多变的探测场景取得了很好的成像效果。