机场跑道异物监测雷达目标检测算法研究

发布时间：2017-08-21 06:10

  本文关键词：机场跑道异物监测雷达目标检测算法研究

  更多相关文章： 机场跑道异物 FOD监测雷达 邻近单元CFAR 杂波图CFAR

【摘要】：机场跑道异物(Foreign Object Debris,FOD)是指出现在机场跑道上并可能对飞行器造成损害的任何外来物体。这些异物不但威胁着旅客的生命安全,更会带来重大的经济损失。因此研究有效的FOD检测算法以及研发FOD自动监测系统具有重要的研究意义和实用价值。本文以机场跑道异物监测为研究背景,分析了基于雷达和光学系统两种传感器的机场跑道异物监测系统的总体架构,并针对雷达探测,研究并提出了几种恒虚警目标检测算法,以实现FOD目标的自动检测。本文主要工作如下:1、针对一种基于雷达与光学设备进行复合探测的机场跑道异物监测系统,研究了其体系架构和工作方式,讨论了雷达系统的体制、结构和信号处理方法。2、研究了几种经典的邻近单元恒虚警算法,在此基础上,提出了两种基于检测先验的邻近单元CFAR算法。通过理论分析和仿真实验,验证了所提算法在均匀背景单目标和均匀背景多目标环境下具有良好的检测性能。3、针对机场跑道环境的实际情况,给出了一种综合多种多种策略的分段融合CFAR的方法,并通过仿真实验验证了该方法的有效性。4、针对经典杂波图CFAR算法对低信杂比目标检测性能下降的问题,提出了基于多帧滑窗双门限的杂波图检测算法。对其检测概率和虚警概率进行了分析,并通过仿真实验验证了其有效性。5、基于某机场跑道的实测数据,对以上所研究的目标检测算法进行了进一步的检验。
【关键词】：机场跑道异物 FOD监测雷达 邻近单元CFAR 杂波图CFAR
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：V351;TN95
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 注释表9-10
• 第一章 绪论10-16
• 1.1 研究背景和意义10-11
• 1.2 国内外研究现状11-14
• 1.3 本文的主要工作14-16
• 第二章 机场跑道异物监测系统总体架构16-24
• 2.1 FOD系统架构概述16-17
• 2.2 雷达和光学复合探测系统总体架构17-19
• 2.3 雷达系统的体制与结构19-20
• 2.4 信号处理方法20-23
• 2.4.1 大时带积信号脉冲压缩20-21
• 2.4.2 目标检测21-23
• 2.5 本章小结23-24
• 第三章 邻近单元恒虚警检测算法24-50
• 3.1 经典的邻近单元恒虚警检测算法25-29
• 3.1.1 均值类恒虚警算法25-28
• 3.1.2 有序统计类恒虚警检测算法28-29
• 3.2 基于检测先验的固定窗长平均CFAR算法29-38
• 3.2.1 基本思想29
• 3.2.2 检测结构29-30
• 3.2.3 检测概率和虚警概率分析30-32
• 3.2.4 FDI-CW-CFAR检测性能分析32-38
• 3.3 基于检测先验的单元累积平均CFAR38-41
• 3.3.1 基本结构描述38
• 3.3.2 检测概率和虚警概率分析38-39
• 3.3.3 FDI-AC-CFAR检测性能分析39-41
• 3.4 仿真实例41-46
• 3.4.1 均匀背景下单目标检测仿真41-42
• 3.4.2 均匀杂波背景下多目标检测仿真42-45
• 3.4.3 杂波边缘环境下多目标检测仿真45-46
• 3.5 针对机场跑道特定环境的分段融合CFAR算法46-49
• 3.5.1 机场跑道特定环境分析46-48
• 3.5.2 分段融合CFAR算法48
• 3.5.3 机场跑道特定环境中的目标检测仿真实例48-49
• 3.6 本章小结49-50
• 第四章 杂波图恒虚警算法检测算法50-67
• 4.1 经典杂波图恒虚警算法50-53
• 4.1.1 杂波图点技术50-52
• 4.1.2 杂波图单元平均平面检测技术52-53
• 4.2 多帧滑窗双门限杂波图恒虚警算法53-58
• 4.2.1 基本结构描述54-55
• 4.2.2 检测概率和虚警概率分析55-58
• 4.3 仿真实例与性能分析58-66
• 4.3.1 仿真实例 159-60
• 4.3.2 仿真实例 260-63
• 4.3.3 仿真实例 363-64
• 4.3.4 仿真实例 464-66
• 4.3.5 实验结果总结66
• 4.4 本章小结66-67
• 第五章 机场跑道实测数据验证67-72
• 5.1 试验环境描述67-68
• 5.2 实测数据68-70
• 5.3 CA-CFAR和FDI-CW-CFAR检测结果70-71
• 5.4 本章小结71-72
• 第六章 总结与展望72-74
• 6.1 工作总结72
• 6.2 研究展望72-74
• 致谢74-75
• 参考文献75-78
• 攻读硕士学位期间取得的成果78-79

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1 ;世界四大离奇的机场跑道[J];交通世界(建养.机械);2013年09期

2 华遵孟;沈秋武;;某机场跑道破坏原因与防治[J];工程勘察;1992年06期

3 陆连富;;战时机场跑道的破坏与抢修[J];江苏航空;1999年Z1期

4 廖顺遂;;铺在机场跑道上的财富[J];文化月刊;2009年11期

5 周贤彪,陈卫权,陈长根;机械设备显神威 机场跑道换新颜[J];建筑机械;2000年05期

6 蒋玉明;杨海;;机场跑道道面的快速修补[J];江苏航空;2003年02期

7 郭立斌;罗三定;曾涛;;复杂环境下的军用机场跑道识别算法研究[J];遥感信息;2008年02期

8 曹源文;;机场跑道道面翻修施工要求及设备[J];筑路机械与施工机械化;2010年02期

9 李煜;肖刚;;机场跑道异物检测系统设计与研究[J];激光与红外;2011年08期

10 蒲刚;许鹏;任平;薛置滢;;基于图像分析的机场跑道毁伤效果评估研究[J];舰船电子工程;2012年02期

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1 ;飞行区运行安全监控技术动态——悉尼机场跑道安全保障技术[A];《上海空港》第14辑[C];2012年

2 李增华;马亚龙;;子母弹对机场跑道封锁的算法研究[A];中国系统仿真学会第五次全国会员代表大会暨2006年全国学术年会论文集[C];2006年

3 王帅;陈立云;袁曦;张汉锋;;子母弹打击机场跑道毁伤概率的蒙特卡洛仿真[A];2009系统仿真技术及其应用学术会议论文集[C];2009年

4 于海洋;卢小平;甘甫平;;一种基于带通滤波的机场跑道提取方法[A];中国测绘学会第九次全国会员代表大会暨学会成立50周年纪念大会论文集[C];2009年

5 陈同军;汤文辉;丁育青;辛健;;机场跑道土层爆炸过程的数值模拟[A];第六届全国爆炸力学实验技术学术会议论文集[C];2010年

6 刘胜利;崔荣耀;;飞机机场跑道不平度模拟试验技术研究[A];全面建成小康社会与中国航空发展——2013首届中国航空科学技术大会论文集[C];2013年

7 谢永利;顾安全;;澳门机场跑道软基沉降的有限元分析[A];中国土木工程学会土力学及基础工程学会地基处理学术委员会第四届地基处理学术讨论会论文集[C];1995年

8 李庆嵘;;一种前视机场跑道识别方法[A];2009通信理论与技术新发展——第十四届全国青年通信学术会议论文集[C];2009年

9 安成锦;韩建涛;陈曾平;;基于机场跑道识别的SAR图像自动配准算法[A];第十四届全国信号处理学术年会(CCSP-2009)论文集[C];2009年

10 宋雪静;吴仁彪;刘家学;;基于GPR的机场跑道灾害识别[A];第十四届全国信号处理学术年会(CCSP-2009)论文集[C];2009年

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1 本报记者 赵瑜;记者连线专家为您解析机场跑道为何破损？[N];中国民航报;2011年

2 记者 徐景明邋通讯员 刘婷婷;厦门机场跑道今晨开始大修[N];厦门日报;2008年

3 本报记者 花为华;苏中机场跑道走向：东南—西北[N];扬州日报;2010年

4 通讯员 张雪华;铺筑中非腾飞之路[N];中华建筑报;2012年

5 孙滨;武汉CBD基础设施建设启动[N];湖北日报;2007年

6 张北光 特约通讯员 王山河;空军机场跑道实现不停航抢修[N];解放军报;2003年

7 北大国家发展研究院研究员法律经济学研究中心联席主任 薛兆丰;论堵[N];经济观察报;2011年

8 记者 梁图强;中国大学生摘空客航空创意赛桂冠[N];经济日报;2011年

9 特约记者 李广君;生死五秒钟[N];中国国防报;2010年

10 刘佳峰、王柳根;用新技术解管理难题[N];解放军报;2004年

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1 王彭结;面向机场跑道状态检测的光纤数据传输系统研究[D];西南交通大学;2015年

2 王慧科;基于机器视觉的机场跑道异物检测技术研究[D];沈阳理工大学;2015年

3 张丽丽;机场跑道场景雷达回波建模与仿真[D];电子科技大学;2014年

4 邓慧萍;基于统计学习的机场跑道异物检测[D];电子科技大学;2014年

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8 雷家翔;机场跑道异物检测系统的研究与实现[D];电子科技大学;2016年

9 张如如;季节性温度变化引起机场跑道“锅盖效应”数值及试验研究[D];浙江大学;2016年

10 孙田田;基于神经网络的柔性机场跑道剖面动态变形分析[D];哈尔滨工业大学;2012年

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本文编号：711244