多光幕传感测试系统目标数据融合识别研究

发布时间：2020-05-23 03:17

【摘要】：多光幕传感测试系统是一种应用于野外靶场,对弹丸飞行参数进行测量的装置。由于外界环境复杂多变,多光幕传感测试系统在实际使用过程中,很容易受到外界恶劣环境因素的干扰(如风沙、蚊虫和光照条件突变等因素),如果探测光幕输出目标信号中含有了许多干扰信号,则使得测试系统无法准确识别目标信号,这样多光幕传感测试系统很难处于正常的工作状态,工作性能和可靠性也有所下降。为了提高多光幕传感测试系统的抗干扰性能,本论文直接对探测光幕输出信号进行识别,结合探测光幕的空间几何结构,建立了目标数据融合算法,实现了多光幕传感测试系统在存在干扰信号情况下,对目标信号的准确识别。本论文根据四光幕传感测试系统探测光幕之间空间几何结构特点,推导得到目标飞行参数计算的数学模型。在研究了探测光幕的工作原理和输出信号特点的基础上,设计得到可靠的信号调理电路和信号识别方法。根据提取的信号与探测光幕交汇的时刻值,结合联合概率数据关联的方法,提出了将目标信号与干扰信号进行有效区分的数据融合算法,实现了在外界环境干扰情况下,多光幕传感测试系统对目标信号的准确识别。通过实验方法,在外界有干扰源存在的情况下,利用四光幕传感测试系统对目标参数进行测量,得到每个单元探测光幕输出的多个信号,将这些信号进行目标信号可能性的关联,筛选得到目标信号在四个单元探测光幕中信号可能信的组合,排除关联条件以外的干扰信号,并给出了目标信号关联概率,实现外界环境干扰情况下,对目标信号的准确识别,验证了该数据融合方法的可行性。
【图文】：

测试系统,结构示意图,靶体,探测光

２．１多光幕传感测试系统工作原理逡逑多光幕传感测试系统主要由四部分组成：光幕靶靶体、数据采集仪、电源箱和上位机逡逑组成。如下图２．１所示逡逑Ｍｌ邋：／邋Ｍ２．邋Ｍ３邋ｆｘ邋／逡逑＼；逦＼邋Ａ逦ｉ邋、邋Ｍ４逡逑ｗ’邋ｗ逡逑靶体Ｉ卜逦］——Ｈ靶体２逡逑Ｉ邋Ｉ逡逑＂＼７邋ｉ邋斗逡逑信号示集反￥卜４彳上位玩｜逡逑图２．１多光幕传感测试系统结构示意图逡逑电源箱为多光幕传感测试系统提供必要的工作电源，，使得测试系统能够处于安全稳定逡逑的工作状态，因为多光幕传感测试系统通常在野外的使用，周围环境较为复杂，在不能保逡逑障提供交流电源的情况下，也可以保证多光幕测试系统处于正常工作状态；多光幕传感测逡逑试系统包含有多个具有特殊固定位置光电探测器形成的单元探测光幕，包括Ｍｌ、Ｍ２、逡逑Ｍ３和Ｍ４，每个探测光幕相对于整个测试系统处于相对独立的状态，可以分别独立工作，逡逑只要有目标穿过任意一个光幕，对应的光幕都会输出目标与探测光幕交汇的时刻值；信号逡逑采集仪器将得到的目标信号值通过通讯电缆传输至上位机。当有目标穿过光幕靶靶体内部逡逑形成的固定位置的光幕时，目标会依次遮挡住每个探测光幕中部分到达光电探测器上的光逡逑６逡逑

探测光,原理框图,单元,光幕

２多光幕传感测试系统工作原理及数学模型起光电探测器表面光通量的变化，相应的光幕输出该目标的过靶信号；同时仪采集每个光幕输出的目标的模拟信号，通过通信电缆传输到上位机，在结得到目标穿过每个光幕的时刻值，结合光幕阵列的空间几何解析模型，光幕识别处理算法以及多光幕信息约束条件下目标参数匹配识别算法等，通过计来目标的飞行参数，如着靶坐标和目标的飞行速度等参数。逡逑光幕传感测试系统通过单元探测光幕对目标进行测量，每个单元探测光幕主电路、前级放大电路、信号滤波电路、后级放大电路等四大部分组成。单元的原理框图如下图２．２所示。逡逑
【学位授予单位】：西安工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TJ410.6

【参考文献】