摘要：为了更好地促进6G无人机对地通信技术的应用和发展,完善无人机对地通信系统设计理论基础及满足6G通信的安全性和有效性的需求,开展6G无人机对地通信场景下基于感知图像信息的信道路径损耗预测研究.首先,基于感知数据仿真平台AirSim和无线信道仿真软件Wireless InSite,构建动态无人机对地通信场景下的混合通信与感知智能融合数据集,为探索物理空间和电磁空间的映射关系提供重要的数据支撑.然后,基于构建的数据集,建立物理空间的感知图像信息与电磁空间的路径损耗信息之间的映射关系,实现6G无人机对地通信场景下的实时路径损耗预测.最后,通过仿真测试,将模型预测结果和测试集进行对比,验证模型的准确性.

摘要：半航空瞬变电磁探测方法将长导线发射源布设于地面,发射阶跃脉冲电流激发瞬变电磁信号,使用无人机在空中吊载接收线圈来接收瞬变电磁二次场信号,最终实现探测.然而与传统地面瞬变电磁相比,半航空瞬变电磁的不同之处在于其正演计算时需考虑飞行高度、接收偏移距等因素.针对上述问题,开展半航空瞬变电磁数据的三维时域有限差分正演理论研究,推导了加入接地源电流项Js的Maxwell方程组时域有限差分格式,并进行三维正演模拟.首先,通过均匀半空间模型和多种层状模型,对比分析感应电动势衰减曲线形态特征以及不同电阻率参数和层厚参数对衰减曲线的影响;然后,建立包含高阻异常体、低阻异常体和高-低阻混合异常体的三维模型,对比分析接收高度、异常体电阻率、规模和偏移距对感应电动势衰减曲线的影响特征,研究三维地下目标对半航空瞬变电磁探测的影响因素和响应规律,并开展试验验证,为后续半航空瞬变电磁观测设计提供了参考.

摘要：为保证瞬变电磁场晚期信号计算正确,在时域有限差分正演中通常采用低频近似,即将磁场散度方程显式的包含在电磁场迭代方程中,因而H_(z)的求解方式与H_(x)、H_(y)不同,导致常规CPML吸收边界无法施加.本文重新推导了CPML介质中的迭代方程,并将其与常规介质中的迭代方程在形式上进行了统一,提出了一种适用于瞬变电磁低频近似下三维FDTD的CPML边界条件及施加方法.首先采用均匀半空间模型来验证本方法的有效性,发现模拟结果与解析解吻合较好,且模拟用时为采用Dirichlet边界FDTD用时的一半;而且,反射误差实验验证了本文的CPML边界吸收效率较高.之后,模拟了典型的三层模型,发现本方法的模拟结果与线性数字滤波解吻合程度较好.最后采用本方法计算了航空瞬变电磁带地形的复杂模型,实验证明了本文提出的CPML具有广泛的适用性.

摘要：通过对含异常体的三维地电模型进行系统正演和分析,提出了一种地—井瞬变电磁异常体快速定位方法。在对含异常体的三维地电模型进行正演响应规律分析时发现:纯异常场的X、Y分量曲线零点以及Z分量曲线的极值点与异常体深度对应较好;当异常体的规模、电阻率、埋深发生改变时,X、Y分量曲线形态基本不变;当异常体方位发生变化时,X、Y分量曲线形态发生变化。在此基础上,提出地—井瞬变电磁异常体快速定位方法:首先,依据X、Y曲线的零点确定异常体所在深度;其次,依据X、Y分量曲线形态确定异常体所在象限(90°范围);最后,依据X+Y或者X-Y分量的曲线形态将异常体定位于井周45°范围内。数值试验显示本方法对不同方位异常体模型的定位结果均与设计模型吻合。采用陕北某矿区地—井瞬变电磁实测数据作进一步验证,本文方法推断的结果与实际吻合较好。

摘要：活塞作为发动机内最重要的零件之一,工作过程中将承受巨大的爆发力。当活塞喉口存在微细缺陷时,爆发力将会导致缺陷开裂从而产生严重的安全隐患,因此对于活塞喉口微细缺陷检测的研究具有重要意义。采集三种不同缺陷类型的活塞涡流信号,进行降噪后提取其时域、频域及时频域内多重特征。对比分析了基于主成分分析(Principal Component Analysis,PCA)和线性判别分析(Linear Discriminant Analysis,LDA)降维的活塞喉口微细缺陷检测与识别方法,并对降维结果分别进行线性判别分类和高斯朴素贝叶斯分类(Gaussian Naive Bayes,GaussianNB),对比缺陷识别的准确率与模型训练时间,从而得出性能最好的缺陷识别模型。实验结果证明LDA-GaussianNB模型可高效判别活塞喉口微细缺陷类型。

摘要：为解决我国西南地区复杂地形条件下的隧道勘探难题,采用地面激发、空中接收的半航空瞬变电磁法开展试验研究,优化航线设计与数据采集流程、构建基于α-trimmed均值滤波器的天电噪声去除和基于多项式拟合方法的运动噪声去除方法、确定数据叠加方式与时窗积分参数、全域视电阻率计算与探测区域三维成像、隧道充填型岩溶发育区视电阻率特征分析与探测结果综合解释,并通过隧道实际开挖资料对探测结果进行验证。主要结论如下:1)半航空瞬变电磁法能够较准确地推断含水破碎带、岩溶发育区等不良地质结构的范围和深度,能够提前探明隧道地质风险区域并获得地下导电性分布特征,展示了该方法在复杂地形岩溶山区隧道勘察中相较于传统地面物探方法具有地形适应性强、探测效率高等特点;2)通过三维视电阻率成像和关键位置切片结果获得的地质异常区域推断与隧道开挖实际揭露异常吻合度较高,表明该方法可以为隧道岩溶处置预案设计和安全施工提供技术支撑,能够有效避免在隧道施工过程中因隐伏岩溶灾害导致的人员伤亡和财产损失。

摘要：接地源半航空瞬变电磁法一般采用单一线源激发,发射电流幅值很大程度受接地电阻影响,且复杂地形条件下大长度线源布设难度较大.采用多个场源代替单一线源是解决这一问题的途径.本文基于Crank-Nicolson-Cycle-Sweep-Uniform FDTD(CNCSUFDTD)隐式差分算法对不同发射源布置形式的多接地源半航空瞬变电磁模型进行三维正演模拟,并对比分析了不同模型的瞬变电磁响应特征,进而探讨采用多个场源代替单一线源的可行性.数值试验结果表明:相比仅采用单一线源激发,使用不同源间距的平行双辐射源可同时增加早期与晚期感应电动势衰减曲线幅值,且随着源间距的增加晚期幅值逐渐增大;平行发射源的数量与感应电动势衰减曲线幅值呈正相关关系,且多个小电流平行辐射源与单一大电流线源的勘探效果基本一致,采用此方式可在接地电阻较大时仍获得大发射电流,提高采集数据质量;单一长导线源与多个共线短源、多个平行短源衰减曲线早期存在轻微差异,而在晚期则基本重合,三者勘探效果基本一致;发射源处的山峰、山谷地形对全部计算时间范围内的衰减曲线均存在显著影响,山峰地形会显著降低晚期幅值,山谷地形则会显著降低早期幅值.本文的研究结果为采用多个场源代替单一线源提供理论基础,为降低复杂地形条件下半航空瞬变电磁发射源的野外布置工作难度提供参考.

摘要：在动态场景中,AGV借助相关滤波原理进行跟踪是一种非常重要的目标跟踪方法,跟踪方法必须具有良好的准确性和实时性。首先介绍对两种主流的相关滤波跟踪算法KCF和SA进行阐述,将SA算法的尺度策略加以改进并融入KCF算法中,结合颜色特征,提出一种改进尺度自适应的Sa-KCF算法。通过设计实验,在OTB-2013数据集中选取动态场景序列,对比测试三种算法的跟踪准确性和实时性。实验表明,改进的Sa-KCF算法在综合准确性和运行效率方面占有优势,能够较好地满足AGV在视觉跟踪中鲁棒性和实时性的要求。