基于k最近邻的激光雷达飞机尾涡识别

作者： 潘卫军   吴郑源   张晓磊   来源： 激光技术 年份： 2019 文献类型 ： 期刊 关键词： 激光技术   特征提取   尾涡识别   K最近邻   多普勒激光雷达  

描述： 为对脉冲多普勒激光雷达探测径向速度场进行识别,建立了基于k最近邻(KNN)方法的分类模型。本文首先结合飞机尾涡Hallock-Burnham模型和脉冲多普勒激光雷达特性,提取脉冲多普勒激光雷达探测径向速度场的特征参数。基于现有测试数据,在非均匀背景风场下利用KNN方法对飞机尾涡进行识别。以准确率(ACC)和ROC曲线下的面积(AUC)作为评估标准,本文所提出的方法对尾流识别所获得的ACC和AUC分别为0.772和0.855。实验结果表明,该方法可有效地识别飞机尾涡并具备较好的鲁棒性。

基于k最近邻的激光雷达飞机尾涡识别

作者： 潘卫军   吴郑源   张晓磊   来源： 激光技术 年份： 2019 文献类型 ： 期刊 关键词： 激光技术   特征提取   尾涡识别   K最近邻   多普勒激光雷达  

描述： 为对脉冲多普勒激光雷达探测径向速度场进行识别,建立了基于k最近邻(KNN)方法的分类模型。本文首先结合飞机尾涡Hallock-Burnham模型和脉冲多普勒激光雷达特性,提取脉冲多普勒激光雷达探测径向速度场的特征参数。基于现有测试数据,在非均匀背景风场下利用KNN方法对飞机尾涡进行识别。以准确率(ACC)和ROC曲线下的面积(AUC)作为评估标准,本文所提出的方法对尾流识别所获得的ACC和AUC分别为0.772和0.855。实验结果表明,该方法可有效地识别飞机尾涡并具备较好的鲁棒性。

基于跑滑系统约束的航空器滑行跟踪算法

作者： 潘卫军   罗杰   王少杰   熊锋   来源： 四川大学学报(自然科学版) 年份： 2019 文献类型 ： 期刊 关键词： 变结构多模型   跑滑结构   目标跟踪  

描述： 为解决大型机场场面易冲突的问题,研究了将基于跑滑系统和管制约束的变结构多模型算法应用于机场场面目标的跟踪.本文首先建立了复杂跑滑结构下的数学建模方法、跑滑结构约束下跟踪状态修正方法和基于管制指令约束的航空器与跑滑系统的自适应匹配方法.与传统场面目标跟踪不同,本文利用跑滑系统和管制指令约束的最大后验概率估计来激活和终止模型集,进而解决机场场面航空器跟踪过程中模型集切换和路段匹配问题.基于上述方法,本文通过结合最大后验概率估计提出了一种新的交互式多模型算法,改善了场面目标的跟踪性能.仿真结果表明:与交互式多模型算法和变结构交互式多模型算法相比,本文所提出的方法能有效地跟踪机场场面目标,显著提高了跟踪精度.

基于跑滑系统约束的航空器滑行跟踪算法

作者： 潘卫军   罗杰   王少杰   熊锋   来源： 四川大学学报(自然科学版) 年份： 2019 文献类型 ： 期刊 关键词： 变结构多模型   跑滑结构   目标跟踪  

描述： 为解决大型机场场面易冲突的问题,研究了将基于跑滑系统和管制约束的变结构多模型算法应用于机场场面目标的跟踪.本文首先建立了复杂跑滑结构下的数学建模方法、跑滑结构约束下跟踪状态修正方法和基于管制指令约束的航空器与跑滑系统的自适应匹配方法.与传统场面目标跟踪不同,本文利用跑滑系统和管制指令约束的最大后验概率估计来激活和终止模型集,进而解决机场场面航空器跟踪过程中模型集切换和路段匹配问题.基于上述方法,本文通过结合最大后验概率估计提出了一种新的交互式多模型算法,改善了场面目标的跟踪性能.仿真结果表明:与交互式多模型算法和变结构交互式多模型算法相比,本文所提出的方法能有效地跟踪机场场面目标,显著提高了跟踪精度.

多普勒激光雷达的飞机尾涡识别方法

作者： 潘卫军   张庆宇   张强   李华   吴郑源   来源： 激光技术 年份： 2019 文献类型 ： 期刊 关键词： 尾涡识别   Burnham速度模型   Hallock   滑动窗口   多普勒激光雷达   波形匹配   信号处理  

描述： 为了提高民航安全和飞行效率,实现对尾涡的准确识别,对飞机尾涡的空气动力学理论,特别是经典的Hallock-Burnham尾涡速度数学模型进行了分析研究。结合多普勒激光雷达探测涡流风场径向速度的原理,建立了雷达飞机尾涡探测的径向速度标准模型,引入滑动窗口思想,提出一种基于波形相似度匹配的方法,对尾涡进行自动识别,并给出了详细的算法流程;利用实测的激光雷达风场及雷达底层数据和假设检验方法对该识别方法进行了理论分析和实验验证。结果表明,该算法对飞机尾涡的有效识别率为90%。研究结果对进一步的尾涡监测具有一定参考价值。

多普勒激光雷达的飞机尾涡识别方法

作者： 潘卫军   张庆宇   张强   李华   吴郑源   来源： 激光技术 年份： 2019 文献类型 ： 期刊 关键词： 尾涡识别   Burnham速度模型   Hallock   滑动窗口   多普勒激光雷达   波形匹配   信号处理  

描述： 为了提高民航安全和飞行效率,实现对尾涡的准确识别,对飞机尾涡的空气动力学理论,特别是经典的Hallock-Burnham尾涡速度数学模型进行了分析研究。结合多普勒激光雷达探测涡流风场径向速度的原理,建立了雷达飞机尾涡探测的径向速度标准模型,引入滑动窗口思想,提出一种基于波形相似度匹配的方法,对尾涡进行自动识别,并给出了详细的算法流程;利用实测的激光雷达风场及雷达底层数据和假设检验方法对该识别方法进行了理论分析和实验验证。结果表明,该算法对飞机尾涡的有效识别率为90%。研究结果对进一步的尾涡监测具有一定参考价值。

近距平行跑道离场尾流间隔优化研究

作者： 邓文祥   潘卫军   梁海军   郑思睿   梁延安   来源： 兵器装备工程学报 年份： 2019 文献类型 ： 期刊 关键词： 尾流遭遇   尾流间隔   相关运行模式   尾流侧向扩散  

描述： 尾流是影响近距平行跑道相关运行模式的关键因素之一，为更好地发挥近距平行跑道对机场容量提升的作用，对离场尾流间隔进行建模研究。首先，分析尾流遭遇情形，建立了尾流遭遇风险模型；其次，分析尾流侧向扩散影响因素，建立侧向扩散运动模型；然后，对后机遭遇尾流风险指标进行研究，建立尾流遭遇模型；最后，通过综合考虑风险模型、扩散运动模型和遭遇模型，建立尾流间隔优化模型并以上海浦东机场为例进行验证。结果表明：当有利正侧风分量大于等于2m/s时，前后相关离场的航空器无需考虑尾流影响；在其余侧风分量条件下均需考虑尾流影响。该研究对优化尾流间隔，提高机场容量有一定的参考价值。

基于数值计算模型的单跑道起飞间隔安全分析

作者： 潘卫军   梁延安   梁海军   邓文祥   郑思睿   来源： 航空计算技术 年份： 2019 文献类型 ： 期刊 关键词： 航空   起飞间隔   尾流   数值计算   安全性分析  

描述： 为研究现行起飞尾流安全间隔的合理性,采用数值计算模型计算尾流的产生及消散,并采用积分方法构建了后机遭受尾流的受力模型。以前机为A350-900,后机为B737-800为例,使用MATLAB软件进行建模仿真。由仿真结果得出,不同的天气状况下尾涡的消散速度不同,不同重量的后机所能承受的尾涡强度也是不同的。以后机为B737-800重量50 t为例,在一般消散情况下计算所得尾流间隔比现行尾流间隔缩减了46 s,表明现行的尾流安全间隔标准仍有很大的改进空间,为后期动态尾流间隔的研究提供了理论依据。

基于AlexNet卷积神经网络的激光雷达飞机尾涡识别研究

作者： 潘卫军   段英捷   张强   吴郑源   刘皓晨   来源： 光电工程 年份： 2019 文献类型 ： 期刊 关键词： 尾涡识别   目标识别   多普勒激光雷达   AlexNet卷积神经网络  

描述： 和Hallck-Burnham尾涡速度经典模型,构建了AlexNet神经网络模型提取大气风场中的尾涡速度云图的图像特征,识别飞机尾涡。研究表明,该模型能够准确识别目标空域中的飞机尾涡,网络模型收敛后对尾涡识别的准确率高达91.30%,并具有低虚警率,能有效地实现对飞机尾涡的识别和预警,达到尾涡监测的目的。

近距平行跑道离场尾流间隔优化研究

作者： 邓文祥   潘卫军   梁海军   郑思睿   梁延安   来源： 兵器装备工程学报 年份： 2019 文献类型 ： 期刊 关键词： 尾流遭遇   尾流间隔   相关运行模式   尾流侧向扩散  

描述： 尾流是影响近距平行跑道相关运行模式的关键因素之一，为更好地发挥近距平行跑道对机场容量提升的作用，对离场尾流间隔进行建模研究。首先，分析尾流遭遇情形，建立了尾流遭遇风险模型；其次，分析尾流侧向扩散影响因素，建立侧向扩散运动模型；然后，对后机遭遇尾流风险指标进行研究，建立尾流遭遇模型；最后，通过综合考虑风险模型、扩散运动模型和遭遇模型，建立尾流间隔优化模型并以上海浦东机场为例进行验证。结果表明：当有利正侧风分量大于等于2m/s时，前后相关离场的航空器无需考虑尾流影响；在其余侧风分量条件下均需考虑尾流影响。该研究对优化尾流间隔，提高机场容量有一定的参考价值。