基于粒子滤波和地图匹配的融合室内定位

为提高室内定位的精确性与合理性,该文提出使用粒子滤波融合WiFi指纹定位和行人航位推算,应用室内地图对定位结果进行匹配与矫正。地图匹配中,首先通过室内地图约束粒子的不恰当转移来解决粒子的穿墙问题,然后采用基于回退的穿墙矫正算法对行走轨迹中的穿墙现象进行矫正。仿真实验中,经过粒子滤波融合后估计的行走轨迹更加接近真实轨迹,优于WiFi指纹算法和行人航位推算算法估计的轨迹,而经过地图匹配与矫正后,定位精度和合理性得到进一步提高。     

基于在线学习磁校准的行人航位推算算法

目前常用的微机电系统磁传感器存在时变的软磁和硬磁误差,这些误差严重影响基于地磁的航向估计以及地磁匹配定位算法性能.利用行人正常行走过程中产生的机会性自然旋转,使用陀螺仪感知磁传感器小尺度姿态改变,构建包含多个优选磁观测对的基于余差动态加权的非线性目标代价函数,使用具有全局最优解的布谷鸟非线性优化算法在线动态估计软磁和硬磁误差.使用所提磁校准算法可降低3.09°的平均航向误差.在行人航位推算算法上进行测试,航位估计相对误差为2.09%.     

基于卡尔曼滤波的WiFi-PDR融合室内定位

为降低室内环境复杂性对WiFi指纹定位的影响,提出将支持向量机(SVM)分类与回归分析相结合的WiFi指纹定位算法,以提高定位精度。在基于智能手持设备惯性传感器的行走航位推算(PDR)中,为降低惯性传感器的误差及定位误差的累积,通过状态转换的方法识别行走周期并进行计步,提出对原始加速度数据进行预处理和根据实时加速度数据动态设置状态转换参数的算法。在改进的WiFi定位算法及PDR算法基础上,提出使用联邦卡尔曼滤波融合两种方法,并根据人体运动学确定各级滤波器的状态方程和量测方程。实验证明了该算法的有效性。     

利用回波数据的高分宽测机载SAR运动误差提取方法

为实现高分辨宽测绘带SAR成像,提出一种基于回波数据的高分辨宽测绘带机载SAR运动误差提取方法,有效弥补了基于惯性测量单元/全球定位系统(INS/GPS)提取的运动误差精度低的问题.首先采用一种基于图像对比度最优的方法对SAR回波数据进行相位误差估计,然后利用加权总体最小二乘(WTLS)基于空变相位误差模型反演运动轨迹误差,最后利用得到的轨迹信息实现空变相位误差的补偿和残余距离徙动校正.实测数据处理结果证明该方法有效,相比传统自聚焦算法具有更高的估计和补偿精度.     

MEMS陀螺随机误差补偿在提高姿态参照系统精度中的应用

为提高航姿系统姿态角测量精度,论文对MEMS陀螺随机误差的测试和补偿进行了研究。运用Allan方差方法分析了MEMS陀螺各项随机误差的特性,建立了针对MEMS陀螺的随机误差补偿模型。采用Allan方差辨识算法完成对各项随机误差的分离,获取速率随机游走(RRW)和角度随机游走(ARW)噪声方差值。通过设计的卡尔曼滤波器对MEMS陀螺随机误差进行实时估计补偿,利用姿态解算算法得到随机误差补偿前和补偿后各3个方向的姿态角。实验结果表明经误差补偿后系统的静态偏航角测量精度提高了3倍、横滚角提高了4倍、俯仰角提高了12倍。     

一种舰船用组合导航系统滤波器的设计

着重介绍了卡尔曼滤波器技术的原理、计算公式、模拟方法以及在组合导航系统中的应用．设计了一种互补型六维卡尔曼滤波器的动态方程和测量方程．这种滤波器有效地抑制了各种导航设备的误差，尤其消除了航位推算中的积累误差．因此，该滤波器有很高的可靠性和广泛的实用性     

AGV用GPS/DR组合导航信息融合

目的 研究一种满足室外自动导引小车(AGV)导航要求的高精度、低成本的组合导航系统.方法 应用信息融合技术,通过航位推算系统辅助GPS定位,并采用卡尔曼滤波的融合算法,克服了GPS信号的遮蔽与中断问题,使组合系统能够较好地满足AGV导航定位的需要.用VC ++编写融合算法以及实验控制程序,实现了实验数据的采集以及对AGV的运动控制.结果 给出了GPS单独导航和GPS/DR组合导航两种工作状态下的位置误差,从对比中可以看出,组合导航系统的定位精度比GPS单独导航的定位精度提高了50%.结论 组合导航系统可以减小甚至消除推算定位系统随时间积累的误差,并在任何情况下能较好地实现AGV的实时、可靠、准确定位.     

新的捷联惯性导航划桨误差补偿算法

针对实际捷联惯性导航系统解算中的圆锥误差和划桨误差,结合已解算出的当前时刻之前两个周期的姿态信息对旋转矢量进行修正的算法,利用算法的对偶性原理,将该算法应用于划桨误差补偿算法中。在划桨运动下对该算法进行了仿真,仿真结果表明,该划桨误差补偿算法具有与解析解相当的精度。     

轨迹误差建模的多轴联动机床轮廓误差补偿技术探究

为了达到提高多轴联动机床加工精度的目的,首先分析了导致多轴联动机床产生轮廓误差的根本原因,然后根据主要的影响因素建立数学模型,提供了一种补偿量算法与交叉补偿控制策略,同时对最佳位置的选择方法进行了研究。通过轨迹建模来计算并减小机床轮廓误差。最后与实际的加工数据进行比较,为轨迹误差建模的多轴联动机床轮廓误差补偿技术的有效性提供了有力的佐证。     

切线法数控加工高次非球面的控制原理

根据切线法数控加工高次非球面新原理,对三轴联动的速度插补控制新原理进行了研究。在新控制原理的速度插补方法中采用电子凸轮(ECAM)定时和PVT控制模式,并引入隐马尔可夫模型理论,利用维特比算法进行解码计算,使该模型以最佳状态序列补偿跟随误差,实现前瞻预测补偿,使速度可以得到单调的连续控制,进而提高加工面形的精度。在数控伺服系统中采用隐马尔可夫模型来实现速度伺服,进而提高加工轨迹精度是控制技术中一种新的尝试,它将拓宽自动控制技术的发展空间。     

基于时空轨迹的热点区域提取

轨迹聚类算法可以广泛地应用在交通管理中,利用轨迹聚类算法找出车辆轨迹热点区域对交通部门规划管理交通出行有重要指导意义。目前的轨迹聚类算法多以空间相似性进行度量,不能体现不同时间段的轨迹热点区域划分情况。针对上述问题,该文结合时间因素,提出了一种时空轨迹的热点区域提取算法。首先,对传统的密度峰值聚类算法进行了改进,考虑了计算密度的线性和非线性部分,改进了密度的计算方法;同时,改进了簇类中心的选取方法,能够自动地选取簇类中心;在此基础上,提出了聚类融合算法,过滤了不合适的聚类和多余聚类;最后利用DB检验量来检测提取效果。实验结果表明,相比于传统的聚类算法,本文算法能更有效地提取时空轨迹的热点区域。     

联合误差估计的机载超高分辨率SAR成像

针对机载超高分辨率合成孔径雷达存在运动误差严重影响成像质量的问题,提出一种联合误差估计的超高分辨率成像方法。首先,依据合成孔径雷达成像几何,将惯导投影到斜距平面坐标系,反演出运动误差,通过插值运算完成距离空变粗补偿;接着,为了有效结合运动补偿,采用改进施托克插值的距离徙动算法完成徙动校正;利用子孔径误差相位提取和全孔径拼接的方法,完成运动误差的精估计和补偿;采用图像偏移算法实现残余方位空变误差相位估计和补偿。完成以上徙动校正和运动补偿后,对方位全孔径数据进行匹配滤波,得到超高分辨率合成孔径雷达成像结果。采用所提算法对机载X波段和Ku波段实测数据进行成像,得到二维0.05m超高分辨率成像结果,验证了该方法的有效性和实用性。     

陀螺/星敏感器在轨标定算法研究

为确保姿态测量器件长期在轨工作精度,提高三轴稳定卫星的姿态确定精度,针对典型的陀螺/星敏感器联合定姿方案,推导了一种对陀螺和星敏感器进行实时在轨标定的算法.充分考虑卫星姿态测量过程中可能出现的各种误差源,建立陀螺和星敏感器的安装误差和标定因子误差模型,并对可能出现的各种误差进行在轨补偿,与同类算法相比,为卫星姿态确定和校正提供了更加丰富的信息,计算量更小.最后对该算法进行了数学仿真,仿真结果验证了该在轨标定算法的有效性和可靠性.     

捷联惯导误差分析与误差补偿

通过误差分析,讨论了各种误差源对捷联惯导系统的影响.根据惯导系统精度要求,确定了惯性测量元件最大允许误差,从而为选择合理的传感器确定了理论依据.这些传感器组成的惯性测量元件需要经过标定实验来确定系统误差补偿模型中的系数.误差补偿后,通过均匀设计法得到系统精度,满足了精度要求.     

AMR电子罗盘的设计及其误差补偿

该文介绍了磁阻式电子罗盘的工作原理,设计了一种利用磁阻传感器和加速度计测定航向角、俯仰角、侧滚角的电子罗盘测量系统。在分析电子罗盘误差形成的基础上,提出了相应的补偿方法。实验结果表明,利用这些补偿方法,可有效的减低由制造和安装等所引起的误差。同时,这种补偿方法也适用于其它3轴传感器系统。     

A Map-Matching Algorithm for GPS/DR Integrated Navigation Systems Based on Dempster-Shafer Evidence Reasoning

GPS (Global Positioning System) has been widely used in car navigation systems. Most car navigation systems estimate the car position from GPS and DR (dead reckoning). However, the unknown GPS noise characteristic and the unbounded DR accumulation of errors over time make the position information with undesirable position errors. The map matching can improve the position accuracy and availability of the vehicular position system. In this paper, general principle of map matching is investigated according to segmentation and feature extraction, and a map matching algorithm based on D-S (Dempster-Shafer) evidence reasoning for GPS integrated navigation system is proposed, which can find the exact road on which a car moves. For the experiments, a car navigation system is developed with some sensors and the field test demonstrates the effectiveness and applicability of the algorithm for the car location and navigation.     

针对水下辅助导航相关匹配算法的特征区最优航迹规划

水下辅助导航中修正惯导累积误差的主要方式之一是利用水下地球物理场的分布特征进行相关匹配以实现准确定位,但是相同的匹配算法对于特征区内不同的航迹规划其性能却表现各异。针对上述问题提出了平行航迹差异度算法,实现了特征区的最优航迹和最优通道规划。水下辅助导航仿真实验表明:该算法可作为水下辅助导航相关匹配算法的一部分,而且可以有效地提高水下载体的导航精度。     

联邦卡尔曼滤波器在无人机导航系统中的应用

针对无人机GPS／RP／DR组合导航系统的特点，设计了用于该系统的联邦卡尔曼滤波器。该滤波器具有全局最优性，其结构遵循信息分配原则，其算法改善了数值计算的稳定性和系统的容错性，并减少了信息传输量与计算量。理论分析及仿真结果表明，该联邦卡尔曼滤波器能够满足无人机在GPS或RP信号无效或两信号均短期无效情况下定位导航的精度要求。     

复杂环境智能手机RTK/DR车载组合定位方法

针对在手机车载定位场景下,手机RTK易受复杂环境干扰、惯导数据更新航向角易发散等问题,本文提出一种结合OSM地图数据的RTK/DR松组合定位方法.航位推算过程中,基于OSM数据,结合组合定位结果、车辆运动状态等信息,设计了点到线的几何匹配方法,使用匹配到的道路方向修正航向角.松组合阶段,使用标准Kalman滤波对位置和速度进行估计.为了减小RTK大幅漂移或跳动对松组合结果的影响,本文设置了松组合开关,结合RTK抗差Kalman解算中的协方差阵、车辆运动方向、RTK定位航向角变化量综合判断是否进行量测更新.本文采用P30、P40智能手机共进行6组实验,结果表明:OSM数据的引入能够有效控制航向角误差累积,使纯航位推算的轨迹与基准更加一致;相比于手机RTK,增加了开关的RTK/DR松组合定位性能得到提升,有效抑制了大幅跳动的误差点.     

雷达卫星标校的工程实现研究

为确保雷达系统的测量精度,给出了一种用于标校雷达动态跟踪过程中系统误差的工程实现方法--卫星标校法。该方法通过观测卫星轨迹,将量测值与真实星历值比对,通过最优化解法标定雷达的系统误差。考虑雷达结构特点导致的误差和大气折射误差修正后的残余误差,建立了卫星标校的系统误差模型。最后,采用实测数据验证了该误差模型的可行性与可靠性。该方法在标校过程中不受人为、天气等因素影响,可以适应雷达的动态技术状态。