面向快速室内视觉定位的ORB-SLAM2 算法

针对随机采样一致性(random sample consensus,RANSAC)算法在快速去除错误匹配时因随机性导致算法 效率较低的问题,提出一种采用顺序采样一致性(progressive sample consensus,PROSAC)算法来改进ORB-SLAM2 框架中的错误匹配删除方法。通过利用特征点的匹配质量对特征点进行预排序,减少图像匹配过程中的迭代次数; 提出基于最大化割归一化割算法(normalized cuts and image segmentation,Ncut)的全局BA 分段优化算法,以降低计 算复杂度。通过数据集验证,结果表明：优化后的即时定位与地图构建(simultaneous localization and mapping,SLAM) 系统在保持绝对轨迹和相对位姿误差同ORB-SLAM2 基本一致的情况下,相同图像的错误匹配去除的效率提升了 50%,证明了该算法的有效性。     

基于生成式对抗网络的合成孔径雷达舰船数据增广在改进单次多盒检测器中的应用

针对合成孔径雷达（SAR）图像舰船目标检测领域舰船数据获取成本较高、数据集稀少的问题,提出一种基于像素对像素（pix2pix）生成式对抗网络(GAN)的数据增广技术。制作一个用于pix2pix GAN的数据集,通过对GAN网络的训练和测试得到800张新的SAR舰船样本,并对生成的典型样本进行了客观评价;针对传统SAR舰船目标检测算法鲁棒性差、易受斑点噪声影响的缺点,提出一种基于改进单次多盒检测器(SSD)的SAR舰船检测算法,通过在SSD加入Inception模块增强其对多尺寸目标适应性,提高检测器性能;将pix2pix GAN生成的SAR舰船数据进行标注后加入改进的SSD中,在SAR舰船检测数据集上进行大量对比实验。实验结果表明：当将生成的样本加入原SSD后,检测精度比原SSD检测算法提高了4.3%;当将生成的样本加入改进的SSD后,检测精度相比改进的SSD提高了1.9%;检测器中没有加入生成样本的情况下,改进SSD算法相比原SSD检测算法,检测精度提升了4.7%.     

双向单程伪距测量平滑卫星授时数据

针对双向单程伪距测量(DOWR)精度优于卫星授时,双向路径上多路径时延不一致的问题,提出用双向单程伪距测量平滑卫星授时数据。采用卫星授时数据辅助测量多路径时延差,从而进行授时的初同步,接着用DOWR对卫星授时数据进行多次平滑。仿真表明,利用该算法能满足系统实时性要求,同时使节点间时间同步误差减小为卫星授时误差的■。     

基于投影寻踪的多维地磁匹配融合算法

单一地磁特征匹配算法容易受到特征量区域缓变特性的影响,从而降低了算法的定位精度。针对单一特征量匹配算法的区域性不可靠问题,提出了一种多维地磁匹配融合算法;该算法在建立多维地磁匹配特征量投影寻踪分类模型的基础上,采用组织进化数值优化算法对模型进行求解,算法根据采样数据的特点自适应获得各匹配特征量的定位贡献权重(可信度),将经过加权融合的匹配位置作为最终定位位置,避免了单特征量匹配的区域性不可靠问题。仿真结果表明,采用多维地磁匹配融合算法较单一特征匹配算法大大减小了全局匹配定位误差,验证了算法的有效性。     

五叉树图像分解算法改进研究

通过对五叉树分解算法的分析,改进分解子图的边长比例,得到一种新的图像分解法一“五叉2／3边长”分解法。该算法修正了五叉树算法中的重复划分子图问题,每一层的所有子图都参与到下一层的分解中,每一个子图都完整利用算法,从而优化算法效率,提高子图利用率。通过对3个性能指标的详细计算和分析,证明“五叉2／3边长”分解法比五叉树图像分解法更加优良。     

末制导炮弹姿态更新算法研究

运用一种减小捷联惯导系统姿态算法误差的运算方法,对末制导炮弹姿态更新算法进行了研究,建立了双插值姿态解算数学模型.利用末制导炮弹的一条弹道数据进行仿真研究,与常见的四子样旋转矢量法进行了比较.结果表明,由于克服了刚体转动的不可交换性误差,与四子样旋转矢量法相比,在姿态更新周期相同及不相同的情况下,该方法计算精度都相对较高.     

基于改进无迹卡尔曼滤波的弹道射程修正算法研究

以全球定位系统（GPS）作为弹载测量系统的弹道射程修正弹,存在GPS动态数据易受测量噪声与系统噪声污染或在高过载环境中发生定位丢失、数据异常等问题。为了降低弹道数据测量误差,并减小对射程修正时刻预测的误差,提出了基于牛顿插值法的改进无迹卡尔曼滤波(UKF)算法,以重新估计具有粗大误差的测量数据,从而降低异常测量值和定位失锁情况对滤波效果的影响,提高UKF算法对测量数据误差的敏感程度。仿真与试验结果表明：改进的UKF算法作为预处理过程融合至射程修正算法中,当系统离散化步长与GPS数据更新周期相等时,可最大化地预处理算法效果;改进后的修正算法可有效地降低GPS数据造成的修正误差;预处理算法中数据样本容量的选择与修正时刻以及GPS更新周期相关,不受算法效果约束。     

基于贝叶斯方法的兰利法测试引信解除保险距离数据处理

针对兰利法测试引信解除保险距离试验使用的试验样本量较少与评价误差较大的矛盾,提出应用贝叶斯方法处理兰利法测试引信解除保险距离数据。该方法建立贝叶斯数学模型,明确先验分布选择和后验分布形式,利用试验数据确定先验分布超参数,再根据先验信息求解后验分布。仿真和试验结果表明:新方法能够改进兰利法本身对方差精度的影响,使方差精度提高20%;减小了估计引信解除保险距离95%点、5%点的误差,将误差控制在5%以内;能够对试验条件造成试验结果不一致的情况进行修正,获得了修正均值和方差的关系;贝叶斯方法处理兰利法测试引信解除保险距离试验数据能够修正兰利法的方差偏差,也能减弱试验条件对结果的影响,在引信解除保险距离试验中具有应用价值。     

虚拟场景中路径自动选择算法

针对传统路径规划方法存在的问题,对机器人全局路径规划中的栅格建模方法进行改进。从场景建模描述、邻域查找以及路径搜索策略3个方面进行深入研究,采用线性八叉树法对场景进行建模,给出基于线性八叉树的层次编码体系,引入路径搜索因子对启发式函数进行重构。通过基于八叉树的场景分解,基于线性八叉树编码特性的邻域查找,以及改进的A＊算法路径搜索,实现了三维场景路径规划和自动漫游。实验结果表明：该算法的时间和空间效率较好。     

捷联惯导系统中四元素法求解姿态角仿真模拟

在捷联惯导系统中,姿态矩阵的四元素微分方程求解一般采用四阶龙格-库塔法,从运算精度与速度上考虑,提出了另一种有效的四阶泰勒展开法。并在典型圆锥运动环境下,对两种算法进行了姿态角误差仿真。通过仿真分析,四阶泰勒展开法的计算精度比四阶龙格-库塔法高出1~2个数量级,为改进捷联惯导系统姿态算法提供了理论参考依据。     

移动机器人SLAM 改进算法的分析与实现

为解决移动机器人扩展卡尔曼滤波(EKF-SLAM)算法计算复杂、精确度不高及易受干扰的缺点,提出一 种基于最优平滑滤波理论的改进同步定位与地图构建(simultaneous localization and mapping,SLAM)算法。详细介绍 算法的改进过程,通过Matlab 软件对其位置轨迹跟踪误差及标准差进行仿真分析,基于机器人操作系统(robot operating system,ROS)系统的实验平台,在室内走廊进行SLAM 实验以测试改进算法的效果。结果表明,改进的 SLAM 算法精度高、抗干扰能力强,能实现移动机器人的即时定位与地图构建。基于ROS 系统的软件平台能简化开 发难度,提升移动机器人的智能化。     

应用分块三次多项式的导引头测角精度标定

为减小和消除零件机械加工、装调及传感器误差等对某激光捷联导引头测角精度的影响,提出应用分块三次多项式的导引头测角误差标定方法。根据各项系统误差特点,同时考虑实验过程中随机误差对标定的影响,采用分块三次多项式分别建立探测器输出俯仰角、偏航角到实际指向矢量俯仰角、偏航角的映射关系,实现了测角误差标定。研究结果表明：标定后俯仰角和偏航角误差均值分别由原来的0.136 0°、0.336 4°降至0.004 7°、0.001 5°,标准差也分别由原来的0.382 0°、 0.375 2°降至0.026 9°、0.022 7°;该标定方法在导引头工作视场内具有较高的精度和良好的一致性,且避免了构造复杂的数学模型进行参数识别,简便易行,可推广至类似系统的误差标定工作中。     

基于改进型入侵野草算法的三轴磁传感器非正交误差校正

由于加工工艺和安装工艺的限制,三轴磁传感器必然存在非正交误差。为校正该误差以获取准确的三轴磁数据,建立了三轴磁传感器的非正交误差模型,并通过最小二乘法求解该模型。利用4种智能优化算法对上述最小二乘问题进行求解,并对入侵野草算法进行了改进。仿真与实验结果表明：基于改进型入侵野草算法的最小二乘误差校正方法对因三轴非正交导致的运动噪声抑制率分别为85.42%和86.50%,可以较好地对三轴磁传感器非正交误差进行校正。     

考虑J_2摄动的弹道导弹高精度弹道预报和误差传播分析

为进行高精度的弹道导弹弹道预报和误差传播分析,分析了平根数法解摄动方程的解形式,提出了一种考虑J_2摄动并包含短周期项的解析法,并将其用于弹道预报,结合无迹变换构造了弹道预报的误差传播分析方法,解决了解析法中开普勒根数求解过程不可微、偏导数矩阵难以计算的问题。仿真结果表明,将解析法用于弹道预报时,J_2摄动短周期项导致的误差达3个数量级,不可忽略;该算法预报的相对误差只有不到5%,精度与高精度数值法相当,远高于传统解析法,但运算速度是后者的7倍,具有更好的效费比。     

一种改进的TPC混合译码算法

为简化Turbo乘积码(Turbo Product Code,TPC)译码处理过程,缩短接收机译码时延,针对航天测控领域应用广泛的子码为扩展汉明码的TPC码,提出一种改进的混合译码算法.改进算法以传统混合译码算法为基础,把SISO和HIHO两种译码器相结合,优化软输入输出(Soft In Soft Out,SISO)中...     

基于最优解析的陀螺现场免转台标校方法

作为载体姿态测量的重要惯性器件,陀螺在使用过程中由于长时间运输及存放等因素会产生误差漂移,造成对运动参数测量精度的降低,由此带来陀螺器件在使用前误差再标校的需求。根据现场无高精度转台设备支持的工作条件及中等精度陀螺指标需求,提出一种基于最优解析的陀螺现场标校方法。通过建立陀螺输出与地球自转角速率及加速度计输出间的映射关系式,将标校问题转换为最优解析问题;同时采用改进遗传算法,达到现场简易操作、不依赖转台等辅助设备、缩短标校时间、提高标校精度的目的。开展数学及半实物仿真实验,验证了所提方法的有效性,结果显示该方法能够有效地获得满足中等精度陀螺的标校结果,具有现场实用价值。     

基于改进A*算法的路径规划在海战兵棋推演中的应用

为满足海战兵棋推演中多目标路径规划的需求,解决传统A*算法无法在兵棋推演中直接运用的问题,提出一种可供类似兵棋推演环境参考、基于改进A*算法的路径规划方法.建立一种映射机制,实现了A*算法在兵棋推演环境中的初步运用.构建一种既能满足多目标需求又能保证生成最优路径的估价函数.为验证算法有效性,在实际推演平台上进行了相关实...     

基于对偶四元数的圆锥及划船误差补偿改进算法

为提高高动态环境下的对偶四元数捷联惯性导航算法解算精度,将梯形数字积分算法应用于圆锥和划船误差补偿算法中,改进了姿态和速度解算算法,提高了对偶四元数捷联惯性导航算法的解算精度。在单个采样周期内,利用前一时刻采集的陀螺角速率信号和当前时刻采集的陀螺角速率信号,通过梯形积分方式计算角增量进行圆锥误差补偿;利用前一时刻采集的加速度计信号和当前时刻的加速度计信号,通过梯形积分方式计算速度增量并结合同一时刻的角增量进行划船误差补偿。通过设计的多组动态模拟仿真航迹验证表明,当角速率和比力作为圆锥和划船误差补偿算法输入时,梯形积分算法的精度高于传统的矩形积分算法,且航迹的动态性越高,改进算法的性能优势越显著。同时,通过动态跑车实验结果的分析对比,进一步验证了该改进算法的实用性。