針對(duì)傳統(tǒng)磁源邊界識(shí)別方法在斜磁化條件下對(duì)多磁源目標(biāo)識(shí)別能力較差的問(wèn)題,提出斜磁化條件下多磁源目標(biāo)的邊界識(shí)別方法。根據(jù)矢量合成原理將磁場(chǎng)分量轉(zhuǎn)化為總幅值異常以及方向余弦,利用改進(jìn)K奇異值分解方法重建磁信號(hào)。利用歸一化磁源強(qiáng)度與化極互相關(guān)的方法估計(jì)不同計(jì)算區(qū)域內(nèi)磁源的磁化方向,將磁測(cè)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為垂直磁化條件下的磁測(cè)數(shù)據(jù)。通過(guò)磁梯度張量矩陣特征值的絕對(duì)值之和與垂直條件下磁場(chǎng)沿z軸方向的分量在z軸方向上梯度的比值對(duì)磁源的水平邊界進(jìn)行求解,實(shí)現(xiàn)了對(duì)磁源水平邊界的估計(jì)。仿真和試驗(yàn)結(jié)果表明,該方法能夠準(zhǔn)確識(shí)別斜磁化條件下多目標(biāo)磁源的邊界,且具有較強(qiáng)的抗噪性。 

【文章來(lái)源】：兵工學(xué)報(bào). 2020,41(10)北大核心EICSCD

【文章頁(yè)數(shù)】：12 頁(yè)

【部分圖文】：

十字形磁梯度張量系統(tǒng)

分別向4個(gè)傳感器每個(gè)軸上加入信噪比為30%的高斯白噪聲，模擬環(huán)境因素帶來(lái)的誤差，并向觀測(cè)數(shù)據(jù)中隨機(jī)加入0.5×rand(max(B))的沖擊噪聲，模擬實(shí)際測(cè)量中由于操作誤差所帶入的沖擊誤差。觀測(cè)面上獲得的磁測(cè)數(shù)據(jù)如圖3所示，圖3 (h)中的白線為模型的理論水平位置，圖3(i)中的白線為劃分的計(jì)算區(qū)域。為了證明本文降噪方法的有效性，分別利用形態(tài)學(xué)濾波器、低通濾波器、小波變換方法、EMD分解方法以及K-SVD方法與本文的IK-SVD方法進(jìn)行對(duì)比，其中形態(tài)學(xué)濾波器通過(guò)構(gòu)造開(kāi)-閉和閉-開(kāi)組合的組合濾波器并利用三角形結(jié)構(gòu)元素進(jìn)行濾波運(yùn)算，低通濾波器采用巴特沃斯濾波器確定截止頻率，EMD濾波器與小波濾波器采用軟閾值的濾波方法[16]，小波方法中的小波基為coif5，分解層數(shù)為5層。K-SVD計(jì)算方法中，塊大小為4，訓(xùn)練字典大小為512．本文方法的窗口大小為4，移動(dòng)步長(zhǎng)為1．分別利用信噪比SNR以及均方根誤差RMSE作為評(píng)判降噪能力的指標(biāo)，其中,T(c,f)為原始信號(hào)，為降噪后的信號(hào)，計(jì)算結(jié)果如表1所示。根據(jù)表1可以看出，通過(guò)對(duì)獲得的磁梯度張量Bxx、Bxy、Bxz、Byy、Byz這5個(gè)獨(dú)立分量進(jìn)行對(duì)比，可以看出本文降噪方法具有最優(yōu)的降噪能力。

,T(c,f)為原始信號(hào)，為降噪后的信號(hào)，計(jì)算結(jié)果如表1所示。根據(jù)表1可以看出，通過(guò)對(duì)獲得的磁梯度張量Bxx、Bxy、Bxz、Byy、Byz這5個(gè)獨(dú)立分量進(jìn)行對(duì)比，可以看出本文降噪方法具有最優(yōu)的降噪能力。利用IK-SVD方法降噪后的磁測(cè)數(shù)據(jù)如圖4所示。利用(11)式估計(jì)兩個(gè)計(jì)算窗口內(nèi)模型的磁化方向，其中模型1的磁化方向估計(jì)值為Is1=56°、Ds1=-18°，模型2的磁化方向估計(jì)值為Is2=48°、Ds2=59°．圖5為磁梯度張量轉(zhuǎn)化前后不同計(jì)算區(qū)域內(nèi)的Bzz數(shù)據(jù)。利用(13)式獲得垂直條件下的磁梯度張量Bzz分量，如圖5(c)和圖5(d)所示，白色實(shí)線為磁源的理論水平分布區(qū)域。與圖5 (a)和圖5(b)對(duì)比可以看出:在垂直磁化條件下，實(shí)線的位置與Bzz主正極值的分布更加一致;而在斜磁化條件下，Bzz主正極值與實(shí)際輪廓位置存在一定的偏移。因此，利用本文的相關(guān)性來(lái)估計(jì)磁化方向的方法可以有效地降低斜磁化的影響。

【參考文獻(xiàn)】：
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博士論文
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本文編號(hào)：3309877