磁探测模块设计及典型目标识别算法研究

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随着现代战场环境的日益复杂化,提高武器系统的抗干扰能力及目标识别能力对目标精确打击具有十分重要的意义。弹载磁探测模块是一种可进行被动探测的目标探测装置。磁探测模块对目标探测时,可以获取目标周围空间的磁异常信息从而实现对装甲目标的判定识别。地磁探测具有抗干扰能力强、不受战场烟尘干扰、空间分辨率高和探测灵敏度好等特点,在军事应用中具有重要的研究和应用价值。本文以装甲目标为研究对象,通过对地磁探测工作原理的研究,分析了装甲目标对周围磁场产生的影响,并对装甲目标周围的磁异常强度进行数学理论计算。在对目标探测性能分析的基础上进行了磁探测模块总体方案设计。重点完成了磁探测模块信号接收电路、模拟信号调理电路以及主控电路设计,并对信号调理的各部分电路进行仿真验证,得到各模块电路的实施方案,完成PCB绘制,制作出磁探测模块实物,并与相关单位合作完成对磁探测模块的调试。同时,采用置于弹丸头部的磁探测模块作为探测装置,针对于地磁探测目标识别概率不高的问题,设计了一种基于动态阈值、模糊推理和BP神经网络的目标识别算法。该算法对磁探测模块采集到目标的磁异常信号采用小波去噪和滑动平均滤波对信号进行数字滤波处理,计算合适的阈值,通过基于动态阈值的目标检测算法来判断是否存在目标,在此基础上,提取目标磁异常信号的特征值,将探测到的目标特征信息与真实目标特征参数对比,设计基于模糊推理的目标识别算法和BP神经网络的目标识别算法,得出目标的最终识别概率。实验和仿真结果表明,该方法能够有效完成对装甲目标的识别,识别概率为87.3%。
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