基于Kalman预测和K-近邻的多目标跟踪

针对Kalman预测跟踪和K-近邻数据关联算法的优缺点,研究一种基于Kalman预测和K-近邻的多目标跟踪方法.该方法首先利用Kalman滤波预测出运动目标在下一帧中最可能出现的位置,接着根据当前帧目标位置和预测目标位置的距离,确定搜索半径,利用K-近邻数据关联算法,在该半径范围内,计算与预测点欧式距离最短的目标,并将其确定为真实目标位置.在MATLAB仿真环境下实现该跟踪算法,实验结果表明,用该方法进行多目标跟踪时,跟踪效果和性能较为稳定和可靠.此外选择合理的K值,能减少运算量,加快系统处理速度.     

水面无人艇动态障碍目标视觉跟踪方法

针对目前Camshift跟踪算法计算量大,实时性差的缺点,提出一种基于Kalman与Camshift相结合的方法,能够有效提高算法的实时性。通过目标分割算法得到目标物体的轮廓区域,计算出目标的质心,以目标质心坐标和运动速度作为Kalman滤波器输入预测出目标在下一帧中的位置,然后在预测位置附近用Camshift算法搜索和匹配,得到目标的精确位置信息,以此时得到的精确位置信息为Kalman滤波器的测量输入,参与到下一轮预测,依次循环进行下去。经过验证该方法在一定条件下有很好的准确性和实时性。     

相位差变化率定位法中缺失值精确填补研究

采用目标信号相位差和载频为观测量,利用相位差变化率定位算法对目标进行定位时,由于条件限制和外界干扰,侦察系统会丢失某些观测数据,导致定位精度迅速下降。为此,提出利用最小二乘多项式曲线拟合法填补观测数据的缺失值,再进行定位解算。该方法不仅具有较精确的填补能力,而且不受缺失值分布情况的限制,保证了测量值的完整性和准确性,实现了相位差变化率定位法的快速高精度定位。仿真结果表明,该方法在5s内的相对定位误差为2.14%。     

基于最佳几何约束的遥感影像点匹配算法

针对尺度不变特征变换(SIFT)点匹配算法中几何约束缺失问题,提出了一种基于最佳匹配几何约束的点匹配算法.该算法以SIFT匹配算法为基础,首先构建左右影像特征点集的转换模型,然后采用改进的量子粒子群算法对模型参数进行迭代寻优,每次粒子位置更新后,采用基于搜索圆的特征点匹配算法获取新位置下的特征点,并根据获取的特征点情况计算其适宜度与辅助适宜度来对粒子位置进行评价,经过多次迭代,最终获取匹配影像的最佳几何约束与该约束下相应的匹配点,实现了特征点的匹配.选取多幅遥感影像进行点匹配实验,结果表明:相比其它的点匹配算法,该算法在匹配点的数目与精度上都有显著提高,能够获得更好的点匹配结果.     

基于分层优化的飞行器实时航迹算法研究

针对飞行器的实时航迹规划问题，提出了一种基于分层优化的算法。首先根据启发代价函数预测下一个临时目标点的位置；其次通过一个有限项的多项式来逼近三维航迹在水平面内的投影，将航迹规划问题转化为多项式的系数寻优问题，利用微粒群算法进行优化搜索；最后结合逐次松驰法将所得航迹调整为可行航迹。用Matlab进行了仿真验证，证明了算法的有效性。     

一种求解旅行商问题的改进粒子群算法

利用等式约束问题K-T点的一个充分条件,将TSP问题进行降维使之转化为连续的无约束极大极小优化问题.基于基因调节原理运用外推技巧改进粒子群算法来求解转化后的TSP问题,新的算法通过利用不同位置粒子的差异来引导外推方向,采用满足有限平方和准则的动态调节因子并在速度项中添加高斯扰动提高算法的寻优效率.数值实验结果验证了算法的有效性,并具较好的全局收敛性和稳定性.     

二次锥规划的一种原-对偶不可行内点算法

为了克服内点算法中初始点是严格可行的这一缺点,给出二次锥规划的一种原-对偶不可行内点算法．基于二次锥规划的最优性条件和互补条件,定义了一个新的价值函数．当价值函数的值越小时,迭代点越靠近最优解．该算法不要求初始点及迭代点的可行性且具有Q-线性收敛速度和多项式时间复杂性．     

变插值周期五次多项式机器人关节空间规划

为了控制机器人平稳、精确地到达示教点,对机器人关节空间五次多项式插值函数进行了研究,提出了变插值周期的插值方法。将该插值算法应用于四自由度工业机器人,建立了基于D-H(Denavit-Hartenberg)坐标系的正逆运动学方程,并在运动控制系统中实现算法。通过示教得到始末点位姿,调用算法程序控制机器人到达示教终点。采集各轴编码器反馈脉冲值并计算得到各轴频率和加速度曲线,使用加速度传感器和百分表分别测试末端执行器运动速度和机器人的重复定位精度。试验结果表明:各轴频率和加速度曲线符合五次多项式函数速度、加速度曲线变化趋势,末端执行器速度变化连续,机器人运行平稳,重复定位精度为0.01mm。     

数字电视信道传输中RS译码算法的研究及FPGA仿真

针对数字电视译码电路复杂,译码速度不高的特点,基于多项式带余除法的相关推论,提出一种改进型欧几里德算法.与传统欧几里德算法相比,该算法在求解关键方程的过程中能够较容易地得到错误值多项式和错误位置多项式,从而可以减少硬件电路的复杂性,提高译码速度.FPGA电路仿真结果表明该算法切实可行.     

基于小波变换与卡尔曼滤波的多目标跟踪

利用小波变换和卡尔曼滤波研究多目标检测与跟踪问题.采用小波三层分解原理,对图像进行去噪处理,得到的低频图像再进行背景差分运算,从而检测出运动目标.采用卡尔曼滤波先预测出目标在下一帧的位置,通过前后帧的目标位置计算半径值,结合k近邻算法在半径内采用k近邻数据关联,取与预测位置欧氏距离最短的点为目标在下一帧中出现的真实位置.通过MATLAB对实验进行仿真.结果表明,方法可有效提高多目标检测与跟踪的准确性和抗遮挡性.     

数字电视译码电路中改进型欧几里德算法

为了简化数字电视译码电路的复杂性,提出一种改进型欧几里德算法.该算法利用多项式带余除法的相关推论,通过矩阵的列变换来求解关键方程,这样可以快速地得到商式和余式,从而可以减少迭代运算的次数.与传统欧几里德算法相比,该算法在求解关键方程的过程中能够更方便地得到错误值多项式和错误位置多项式,并且能够减少硬件电路的复杂性,提高RS码的译码速度.     

基于CamShift算法的目标跟踪研究

针对传统的跟踪算法无法获取跟踪目标世界坐标值的问题,提出融合SIFT特征点匹配的CamShift目标跟踪算法。运用基于色彩的CamShift算法对目标进行跟踪的同时对跟踪搜索窗口进行SIFT特征点提取和匹配,以获取目标的部分特征点在左右成像平面上的二维坐标值,根据这些坐标值通过视差原理确定目标的空间位置。实验结果显示,该算法在室内简单的背景条件下,能很好地跟踪运动目标且跟踪误差在可接受的范围内。     

基于多项式展开及Harris角点的轨迹跟踪系统

提出了一种基于多项式展开帧间估计和Harris角点检测的运动轨迹跟踪系统。系统先将视频监控图像输入系统,转化为灰度图,以便进行特征提取;接下来确定兴趣区域抓取目标点,提取ROI内角点坐标;最后确定角点的新坐标,定位目标在下一帧的位置,从而实现对目标的跟踪。通过对常用的光流检测算法和角点判断方式进行分析比较,最终选择多项式展开帧间估计和Harris角点检测算法作为图像配准和角点跟踪的方案,并进行参数优化,使系统的鲁棒性和得到了提升,并更能够适应复杂的环境条件。     

基于ELM与Mean Shift的抗遮挡目标跟踪算法

针对目标跟踪过程中发生遮挡时跟踪出现偏差的情况,在传统Mean Shift跟踪算法的基础上引入极限学习机(extreme learning machine,ELM),提出了基于ELM与Mean Shift的目标跟踪算法。该算法根据过去3个时刻的目标位置信息,利用ELM预测出目标当前可能位置,代替目标前一时刻位置作为Mean Shift迭代起始点,并在邻域范围内进行迭代,得到目标的真实位置.实验结果表明,与现有的改进算法相比,新算法减少了迭代次数和运算时间,同时在遮挡情况下能够准确定位目标位置并进行跟踪,提高了跟踪系统的实时性和鲁棒性.     

基于多航天器协同观测的空间非合作目标姿态参数在轨识别方法研究

空间非合作目标参数识别是空间在轨服务的关键问题,由于非合作目标先验信息和合作标识的缺失,传统基于合作的空间目标参数识别方法难以适用;另外,现有的基于单一观测航天器的观测方法,难以长期保证良好的观测状态。提出了一种基于多航天器协同观测的非合作目标姿态运动学状态参数识别方法。采用多个航天器从不同视点位置观测非合作目标,基于多视点协作观测数据对目标进行三维重建,根据连续观测帧之间的目标点云匹配解算其姿态变化,最后通过EKF滤波算法求解出空间非合作目标的姿态参数。模拟仿真结果表明,给出的多航天器协同观测参数识别算法,适用于缺乏先验信息的非合作空间翻滚目标的姿态估计,同时避免了空间目标观测中遮蔽现象或特征跟踪丢失,可用于未来空间非合作目标在轨服务任务。     

基于EPF滤波的三维单站无源定位算法

利用方位角及其变化率信息,提出了基于EPF滤波对固定辐射源的三维单站无源定位算法。该方法通过运动几何学原理,得出目标辐射源的位置,并采用EPF滤波算法加以处理,对粗略定位结果进行修正和平滑,逐步估计出目标的位置,来实现对辐射源目标的快速高精度无源定位。EPF滤波是将EKF算法作为重要性函数的一种粒子滤波方法。仿真结果表明,基于EPF滤波的单站无源定位算法与传统的EKF滤波算法相比,收敛更快、更稳定,滤波效果更好,定位精度更高。     

基于刚度控制的六轴工业机器人零力跟踪模型

针对传统的通过操作示教盒移动六轴工业机器人到达指定位置效率低、过程复杂的问题,以Ethernet作为通信总线,将嵌入式系统引入六轴工业机器人的顺应性跟踪控制(零力跟踪)中,提出了一种基于刚度控制的六轴工业机器人零力跟踪模型.在该模型中,将六维力传感器上的力信号进行解耦与坐标变换,从而获得机器人末端的6个力的大小信息.通过刚度矩阵计算出输入位置控制器的偏移量,同时设计了一种轨迹预测算法来确定6个力的信息及下一个目标点的方向.最后,机器人根据运动学方程的逆解,调整相应的位姿.实验结果表明:该机器人末端分别在3个不同方向的牵引力的作用下,能平滑而快速地经过预定的轨迹,为直接示教系统中的顺应性跟踪控制提供了方法.     

基于 PTZ 摄像机的行车吊钩主动跟随算法

传统固定式摄像机由于其监控的狭隘性与被动性,无法自适应调整其焦距值来获得目标清晰图像,使得行车吊钩跟随具有较大的挑战性。因此,提出一种基于PTZ摄像机的行车吊钩主动跟随算法。首先通过摄像机标定求解摄像机初始状态角度和内置参数K中的焦距值,利用几何投影关系,建立摄像机与车间坐标系的动态成像模型,根据模型和行车吊钩位置估计摄像机的P、T、Z值;然后针对高分辨率图像逐渐偏移图像中心区域的问题,采用特征点自动对准算法,二次计算摄像机的P、T增量;最后基于估计的P、T、Z值及其增量,调用摄像机接口函数进行姿态调整,使行车吊钩始终位于图像中心,完成主动跟随任务。实验结果表明,该算法可以很好地适用于大视场下的目标跟随。同时,该算法需要实时采集目标点的世界坐标,因此同样适用于装有GPS定位设备或者距离传感器等的目标跟随。     

液压四足机器人关节重复补偿控制

针对液压四足机器人电液伺服作动器存在的位置跟踪精度较差问题,提出一种重复控制策略来实现位置跟踪控制。根据液压四足机器人的电液伺服系统各个驱动单元的数学模型,得到简化后的液压位置驱动单元的传递函数。设计了重复控制补偿PID控制器,采用Matlab和AMEsim软件进行联合仿真,进行各个模块的参数设置,得到了的电液伺服系统的位置跟踪曲线。并通过液压四足机器人实验平台进行实验验证控制器的有效性。研究表明,重复控制器可以有效的利用电液伺服作动器的重复运行信息,经过一定误差纠正后,幅值实现完全跟踪,相位滞后减小,验证了重复控制补偿PID的有效性。     

基于改进型欧几里德算法的RS译码研究

为了简化数字电视译码电路的复杂性,提出一种改进型欧几里德算法。该算法利用多项式带余除法的相关推论,在关键方程中对错误值多项式进行巧妙的处理,这样可以方便地得到商式和余式,从而便于进行迭代。与传统欧几里德算法相比,该算法在求解关键方程的过程中能够更容易地得到错误值多项式和错误位置多项式,能减少硬件电路的复杂性,提高译码速度。