基于改进DBSCAN算法的激光雷达车辆探测方法

结合车辆行驶的实际环境,提出了一种基于改进DBSCAN快速聚类算法的激光雷达车辆探测方法.建立激光雷达与摄像机传感器坐标与车辆坐标之间的转换模型,进行数据融合,通过改进DBSCAN算法对雷达数据进行去噪声和聚类处理,根据车辆在激光雷达探测中的形状特征模型进行形状匹配,实时完成车辆探测,并将探测结果投影至图像上.实车实验结果证明,改进的DBSCAN算法在车辆探测应用中具有良好的准确性和实时性.     

高湿多尘采空区三维激光探测数据误差分析与修正

针对地下金属矿山高湿、多尘复杂环境导致采空区三维激光探测结果失真的问题,研制了采空区复杂环境模拟装置,进行了64组不同相对湿度、粉尘质量浓度条件下的点云数据误差分析与修正实验.结果表明,随相对湿度和粉尘质量浓度增大,点云平均误差比均呈“S”型趋势增大;当粉尘质量浓度介于30.0~85.0mg/m³、相对湿度介于76.0%~85.0%时,点云平均误差比呈幂指数增长;适合采空区三维激光探测的粉尘质量浓度为0~5.6mg/m³,相对湿度为0~49.0%.同时,提出了高湿、多尘探测环境下的点云数据误差修正公式,并应用于福建某金矿复杂采空区的精准探测工程中,修正后的采空区边界信息更加符合实际情况.     

基于计算流体力学的集气站气体检测报警仪布置优化

提出气体检测报警仪的布置优化方法,以某高含硫气田集气站天然气泄漏为例,构建集气站计算流体力学(CFD)模型并将站内气体检测报警仪设置为模型中的监测点,通过对天然气泄漏及扩散过程的数值模拟获得各监测点的甲烷和硫化氢浓度,据此对可燃气体检测报警仪布置高度、可燃及有毒气体检测报警仪探测有效性及反应时间进行分析.结果表明:对于高含硫天然气泄漏检测,可燃气体检测报警仪高位布置检测效果优于低位布置;硫化氢检测报警仪探测有效性高于可燃气体检测报警仪.建议高含硫气田集气站气体检测报警仪布置可以硫化氢检测报警仪为主并辅以可燃气体检测报警仪.     

双波段红外可燃气体探测系统优化模型设计与分析

对于适用于大空间、开放环境条件下的高灵敏度可燃气体探测系统,必须消除大气气象条件和大气组分的随机变化对系统可燃气体准确探测的影响.在AUBE'99论文IR Beam Gas Detection System中阐述了双波段红外可燃气体探测系统的探测原理和标定方法.本文在充分分析了双波段探测原理本质的基础上,明确提出了双波段选择的3项原则;提出了系统实现的设计指导方针;并设计了系统模型和系统调节方法,导出基于该模型的可燃气体测量数据处理的数学模型,并论证了该系统模型使探测系统既具有最灵活的应用,又具有最稳定的探测性能,是双波段红外可燃气体探测系统的优化模型.     

单频非差相位观测值的周跳探测与修复方法

周跳探测在高精度GPS(global positioning system)数据处理中一直都是比较重要的环节.实际数据处理中可根据具体测量模式和需求采用已有的若干经典周跳探测方法,但单频非差相位观测值的周跳探测与修复则比较困难.为此提出一种新的周跳探测方法,它是基于灰色理论对伪距和载波相位观测值构造的周跳检验量进行建模,通过模型预测检验量的阈值范围对比实测值来判断是否发生周跳.通过对实测GPS静态数据在不同采样率下分别进行周跳探测与修复算例分析,结果表明对于高采样率的非差相位观测数据能够快速和准确地修复周跳,为非差精密定位提供了较好的数据质量控制.     

数据融合技术在火灾早期探测中的应用

提出基于过程特征信息的火灾早期探测数据融合方法.利用加窗函数的外推算法和最小二乘法,提取CO浓度上升速度与加速度、CO2的浓度上升速度作为火灾辨识的特征层信息,建立一个3输入,3输出的概率神经网络的系统决策层.选取58组具有代表性的火灾状况特征信息作为数据样本,对网络进行训练.仿真结果表明,经过50次训练,最终误差为10-3,方法能够快速、准确地对火灾的阴燃初期进行识别,正确判别明火,且对于干扰信号能够有效滤除.     

矿井粉尘浓度在线监测技术

解决在矿井监控中传统粉尘采样器不能满足在线监控粉尘浓度的问题,采用一台主机带多台分机的实时监测模式,将改进的数据融合算法应用到主机和分机中对粉尘数据进行实时处理.结果表明:改进的数据融合算法使粉尘传感器测量结果的误差得到了有效的控制;一台主机带多台分机分别计算测量参数的模式使矿井粉尘浓度测量实时性得到解决.该成果对煤矿井下粉尘数据在线监控具有一定的理论价值和实用意义.     

多传感器数据融合在粉尘监测中的应用

针对工业粉尘监测中环境安全等级评判的问题,本文提出一种基于均值距离和D-S证据理论的两级多传感器数据融合方法.利用传感器采集到的P M2.5、P M10和粉尘总浓度,采用基于均值距离的融合算法对多周期的同一类型数据进行一级融合,利用D-S证据理论对不同类型传感器数据进行二级融合,最终得到生产空间粉尘安全等级.实验结果表...     

GeoSwath多波束系统在海底目标探测中的应用

通过合理设置多波束探测参数,增加海底目标探测的数据点数,调节回波模拟数据的TVG增益等措施,获得目标的高精度深度和图像信息,实现对海底目标的识别,使GeoS-wath多波束在水下目标探测中具有复合探测能力.对海底人造目标和沉船目标进行探测试验,为交通领域水下精确海图制作提供了来源.     

均匀圆平面声阵被动声探测数据融合

应用最优数据融合的概念提出了一种改善被动声探测探测精度的方法，方法与Ｍ元均匀圆平面声阵分成Ｃ＾３Ｍ个相关的三元子阵，分别求出各三元子阵的探测值和方差值，然后中子阵的置信区赣置信概念，描述各子阵之间的无拘无束民取舍关系，采用最优数据融合方法建立系统最优数据融合式的算法最后，通过地四无均匀圆平面声阵的精度分析计算，讨论了融合算法的有效性。     

管道内瓦斯爆炸引起沉积煤粉尘二次爆炸的实验研究

为了系统研究可燃气体、可燃粉尘的爆炸特性,研制了一套由水平燃烧爆炸管道、配气系统、点火系统和爆炸压力测试系统组成的水平管道式气体-粉尘爆炸实验系统.利用该系统进行了瓦斯爆炸引起沉积煤粉尘二次爆炸的实验研究.结果发现二次爆炸的爆炸压力随煤粉尘浓度的增大呈现出先增大后减小的变化规律,最大爆炸压力出现在煤粉尘浓度为200g/m3附近;随着煤粉尘粒径的增大,二次爆炸的爆炸压力则是线性递减的,该研究结果对煤矿安全生产有重要的指导意义.     

智能可燃气体探测控制器的设计

该文主要介绍了可用来检测天然气、煤气、液化气等可燃性气体的智能可燃气体探测控制器的设计方法,主要包括硬件设计及软件设计两部分;其中硬件部分设计包括浓度采样电路设计、继电器控制电路设计、报警电路设计、检测电路设计等。同时对可燃气体的浓度超限、气敏元件短路或断路故障的判断、声光报警、产品自检和输出控制等功能作了简单介绍。     

试述粉尘爆炸的特点及预防措施

粉尘爆炸是指悬浮于空气中的可燃粉尘触及明火或电火花等火源时发生的爆炸现象,它是由粉尘粒子表面与氧发生反应所引起的,是某种凝固的可燃物与周围存在着氧化剂这一不均匀状态中进行的反应.本文通过对粉尘爆炸的特点以及近年来国内外粉尘爆炸案例的分析,对粉尘爆炸的预防提出了一些具体的安全技术措施.     

数据融合技术在公路隧道火灾探测中的应用

在分析公路隧道火灾特点的基础上,依据数据融合的基本原理,充分利用多个传感器资源,把多个传感器在空间和时间上的冗余或互补信息依据某种准则来进行组合,以获得被测对象的一致性解释或描述。提出了一种基于数据融合技术的隧道火灾探测算法,以感烟、感温和感光传感器的模拟量为输入,利用人工神经网络和模糊逻辑技术对多传感器信号进行融合,设计出一种快速、准确和有效的隧道火灾自动探测融合系统,可缩短报警时间,降低误报警率。克服了火灾探测算法单一使用固定阈值的弊端。     

火灾探测的模糊神经网络数据融合算法研究

针对火灾探测信号的特点,提出了一种基于模糊神经网络的多传感器火灾探测系统的数据融合算法.网络结构为9层,输入信号为CO气体浓度、烟雾浓度和温度,输出为火灾发生概率.通过网络训练和自学习不断调整权值,使网络输出与导师信号误差最小,完成了隶属度函数的自动生成和模糊规则的自动提取,大大提高了系统的精度和智能化.仿真结果验证了方法的可行性.     

基于BP神经网络的采空区激光探测环境误差修正

为了研究地下金属矿山高温-高湿-多尘复杂环境对采空区三维激光探测精度的影响,研发采空区复杂环境模拟装置,设计64组正交试验方案,分析温度、相对湿度和粉尘质量浓度对探测误差的影响并进行修正。为进一步量化探测误差,建立BP神经网络预测模型,并应用于某铅锌矿采空区的探测中。研究结果表明:随相对湿度升高,点云平均误差比呈"S"型曲线增长,当相对湿度介于75.0%～85.0%时,增长速率明显加快;随粉尘质量浓度增大,点云平均误差比以40 mg/m~3和100 mg/m~3为节点呈三段式线性增长,当粉尘质量浓度介于40～100 mg/m~3时,增长速率最快,当粉尘质量浓度大于100 mg/m~3时,增长速率次之,当粉尘质量浓度小于40 mg/m~3时,增长速率最低;温度对点云平均误差比影响较小。模型预测值与实测值的平均相对误差为1.80%,校正决定系数为0.993;修正后的采空区边界标高、体积和顶板暴露面积等参数更加符合实际情况。     

基于光散射法和电荷感应法融合的粉尘浓度检测技术

为了减小粉尘浓度在线检测误差,分析光散射法和电荷感应法的基本原理,揭示两种方法的局限性;将光散射子单元和电荷感应子单元的结构和数据融合,研制并联自动切换的融合单元,提出一种粉尘浓度融合检测算法.实验发现:融合单元的检测误差≤11.3%,比光散射子单元小3.6%,比电荷感应子单元小3.5%;融合单元的平均标定分辨率为112.8,是光散射子单元的1.27倍,是电荷感应子单元的4.68倍;融合单元的标定线性度最好.表明融合技术克服了光散射法和电荷感应法的局限性,进一步减小了检测误差和提高了标定分辨率、线性度.     

基于Bayes估计的受限空间探测数据融合算法

针对单个传感器采集信息不准确的问题,提出一种基于Bayes估计的受限空间探测数据融合算法.首先,通过分析探测信号的组成结构,利用滤波、限幅、阶跃信号去除等方法,解决了信号干扰问题,提高了特征参量的显著性;其次,结合数据融合架构的动态性特征,给出合理假设,组合先验网络与转移网络,共同建立动态Bayes网络模型,得到融合目标函数;最后,通过引入正态分布研究探测值的不确定性,将探测节点视为似然函数,推导融合后的最大后验概率,以融合加权平均误差比为指标,通过“两两相遇”的方式实现多类型探测数据融合.仿真实验结果表明,该算法解决了信号冗余问题,数据融合效果较好,火灾整体漏报次数较少,数据融合时间最高值仅为2.4 s.     

基于多观测方程融合的北斗卫星周跳探测方法

列车在利用北斗卫星载波相位高精度定位时,载波相位数据需要进行周跳的探测与修复.由于载波观测方程受接收机钟差、电离层延迟、对流层延迟和多路径等误差的影响,对一个观测方程使用卡尔曼滤波法探测周跳有其局限性.本文提出多观测方程融合法探测周跳,利用自适应卡尔曼滤波对多观测方程分别进行探测,得到相应的探测结果和协方差矩阵,并通过加权最小二乘法进行融合,求得最优的周跳结果.经实测数据计算,本文提出的方法能够判别北斗卫星的钟跳和周跳,同时具有减小误差影响,提高特殊组合情况下的周跳探测能力,且探测精度高.     

海面浮油探测荧光激光雷达系统仿真

建立了海面浮油探测荧光激光雷达的系统模型,根据浮油探测的特点,给出了荧光激光雷达回波信号方程.以此方程为基础,结合石油的消光系数及荧光光谱转换效率数据,对模型的回波信号强度进行仿真,得到了该模型探测不同类型石油时的荧光回波光子数.为进一步计算该模型的信噪比,分析了海洋浮油探测背景噪声的特点,得到海水黄色物质产生的背景噪声.通过信噪比公式计算了荧光激光雷达模型的信噪比,计算结果表明,该系统模型能够满足机载海面浮油探测要求.