基于自适应滤波算法的信号处理研究

通过接收到的回波信号,波达方向定位技术(DOA)可以获取目标的距离信息和方位信息.传统的基于子空间分解的DOA估计方法需要对空间协方差矩阵进行特征值分解(EVD),方法计算量大并且难以实现实时应用;基于固定步长最小均方差(FSS-LMS)算法的DOA估计方法可以有效降低计算量,为此,文章提出了一种基于可变步长最小均方差...     

基于通道对消处理的 SAR 快速运动目标检测技术研究磁

论文深入研究了基于通道对消处理的 SAR 快速运动目标检测、定位和速度估计技术。基于双通道杂波对消对快速运动目标信号的的影响,提出将通道对消后的残差 SAR 图像反变换回距离压缩方位时域,通过 Radon 变换计算距离走动的斜率,得到径向速度估计,再利用 keystone 变换完成运动目标的距离走动校正。基于图像熵最小化准则,采用参数搜索法实现方位向聚焦,同时获得切向速度估计值,在实现二维聚焦的基础上完成快速运动目标检测,最后对所提出的快速运动目标检测方法进行了仿真验证。     

随机共振在方位估计中的应用

单独的方位估计,在低信噪比下,会出现偏差。为了准确估计,提出了基于随机共振的微弱信号方位估计方法。。首先经随机共振后得到信噪比提高的信号,然后再由方位估计算法来估计出目标方位。利用方位估计中的CBF、MVDR、MUSIC算法,结合常用的微弱正弦信号和BPSK信号进行了仿真研究。结果表明：把随机共振应用到微弱信号方位估计符合理论分析,提高了目标方位估计的准确性。     

红外末制导导弹中制导数据链周期指标研究

研究中远程红外末制导导弹大离轴角发射中制导数据链周期指标优化问题。红外导引头由于视场角窄,截获距离随目标方位变化,中制导是保证导引头截获目标的基础。制导采用带离轴角补偿的真比例导引,数据链更新周期内目标运动位置采用外推法进行估计,对中制导数据链周期0.5s到3s研究了导引头最大截获距离和最小截获距离范围内导引头的截获性能,得到了中制导数据链周期指标的选择基准,并进行仿真。仿真结果表明,对发射后截获导弹制导系统优化设计具有参考价值。     

基于TDOA的超声波室内定位系统的设计与实现

设计并实现了一种基于射频与超声波信号到达时间差的高精度室内定位系统,用于无线传感器网络中节点的定位和跟踪。系统中位置固定的信标节点周期性同步发射射频信号与超声波脉冲,待定位的移动节点测量接收到的射频和超声波信号的到达时间差,并将此数据采用分时的方式发送至中心控制主机。中心控制主机应用实验中得出的时间补偿参数,计算移动节点与信标节点之间的距离,最后采用极大似然估计算法实现目标的定位。实验结果表明,该系统的平均定位误差在10 cm以内,具有较高的定位精度。     

信标欠定时的井下人员定位算法

煤矿井下人员定位常采用3个以上信标对目标节点进行定位,这样,同时收不到3个以上信标信号的目标节点就无法采用该方法进行定位。为了对这些目标节点进行有效的定位,结合煤矿环境实际情况,提出了一种信标欠定时的井下人员定位算法。首先,利用信标节点实际位置获得的定位区域内距离误差的权值对目标节点的测距误差修正,提高定位区域内目标节点的距离测量精度。然后利用可参与定位的信标精确位置和目标节点测量的经修正后的距离量,通过坐标的平移、旋转等转换,实现目标节点的定位。仿真结果表明:该算法能够有效地提高信标欠定时目标节点的定位精度,弥补了现有基于三信标及其以上情况下目标节点定位应用中的不足。     

物联网中基于UWB能量检测定位算法的仿真

Ultra-Wideband(UWB)技术被认为是最适合进行室内无线测距定位的技术,为了实现对基于UWB的物联网中节点的位置进行定位,采用基于能量接收的方法来估计UWB信号的到达时间(Time of Arrival,TOA),进而计算出传播距离和位置。本文使用Matlab仿真了PPM-TH-UWB(Pulse Position Modulation Time Hopping UWB)信号在IEEE802.15.4a信道下的发射、延时、信道冲击响应、加噪声、能量接收、到达时间估计的过程。该方法解决了在没有UWB信号发送、接收装置时对无线定位算法的仿真、测试和评估。     

基于Doppler效应的无线传感器网络射频干涉定位方法

文中提出一种基于Doppler效应的无线传感器网络射频干涉定位方法,两个锚节点同时发射具有一定频差的单音信号形成射频干涉,使得各接收节点获得一个低频变化的接收场强指示(RSSI)信号.基于其中一个锚节点移动产生的Doppler效应,在锚节点移动的时间段内,各节点通过测量RSSI信号的振动周期数,便可以获得自身到移动锚节点起点和终点的距离差.从而,通过锚节点的多次移动,各节点根据多组距离差信息,依据双曲线定位算法得到自身的地理位置估计.该定位方法仅需利用节点的无线通信设备,不需要额外的辅助测量装备,同时各节点独立进行自身的位置估计,不需要进行集中处理,是一种分布式的定位方法.理论分析和实验仿真均验证了该方法的可行性.     

低频矢量水听器目标绝对方位估计海上试验研究

矢量水听器技术目前已被广泛应用于目标到达方位估计领域。因其具有与频率无关的指向性特点,即使利用单个矢量水听器也可以测定低至几十赫兹的低频目标方位,而标量水听器在低频的到达方位估计则需要巨大孔径的阵列才能完成上述测量功能。针对矢量水听器这一优点,对低频(100～300 Hz)声信号的方位估计性能进行了海上试验研究,并结合罗经同步测得的平台方位数据,给出了目标在大地坐标系下的绝对方位。海上试验结果表明:矢量水听器低频方位估计结果与GPS测量结果一致,在3.6km距离范围内,到达方位估计标准差不超过5°。     

基于双L阵的双基地MIMO雷达多目标角度估计

提出了发射和接收均为L阵配置下的双基地MIMO雷达多目标角度估计的方法.基于ESPRIT算法,分别提取出发射、接收端的方位和俯仰旋转不变因子,构造了2个配对复矩阵并对其特征分解,根据特征值的实部和虚部分别估计出发射方位和俯仰角,接收方位和俯仰角,并实现了各角度间的自动配对.推导了双L阵配置下双基地MIMO雷达角度估计的克拉美罗界.仿真结果验证了本文算法的有效性.     

基于正交化算法的均匀圆阵空时二维谱估计

本文讨论了阵列信号的谱估计问题,将G-S正交化算法用于均匀圆阵的空时二维谱估计中,研究了目标信号频率与到达角联合估计问题。通过仿真结果可以表明该方法与MUSIC算法相比,能更精确的估计目标信号的频率与方位角。     

基于多智能体深度强化学习的协作导航应用

多机器人协作导航目前广泛应用于搜索救援、物流等领域, 协作策略与目标导航是多机器人协作导航面临的主要挑战. 为提高多个移动机器人在未知环境下的协作导航能力, 本文提出了一种新的分层控制协作导航(hierarchical control cooperative navigation, HCCN) 策略, 利用高层目标决策层和低层目标导航层, 为每个机器人分配一个目标点, 并通过全局路径规划和局部路径规划算法, 引导智能体无碰撞地到达分配的目标点. 通过Gazebo平台进行实验验证, 结果表明, 文中所提方法能够有效解决协作导航过程中的稀疏奖励问题, 训练速度至少可提高16.6%, 在不同环境场景下具有更好的鲁棒性, 以期为进一步研究多机器人协作导航提供理论指导, 应用至更多的真实场景中.     

跳数加权DV-Hop定位算法

针对DV-Hop定位算法中距离估计误差对定位结果的影响,提出了一种信标节点优选方案和跳数加权DV-Hop定位算法。首先通过设定跳数阈值,保留跳数较少的信标节点,然后剔除近似在一条直线上的信标节点,完成信标节点优选,避免未知节点无法定位的情形。此外,利用Friis模型推导出距离估计误差与信号传播跳数之间的映射关系,采用传播跳数作为加权因子对定位结果进行了修正。仿真结果表明该算法降低了距离估计误差对定位精度的影响,提高了定位精度。     

相关法目标距离估计仿真技术研究

对主动水声探测设备来说,目标距离是最重要的估计参数,随着计算机技术的发展,仿真技术在目标测距研究中得到了越来越广泛的应用。文中介绍了一种对相关法目标距离估计方法进行数字仿真研究的新方法。采用以任意型离散阵和LFM信号为基础的目标回波信号的多亮点模型,并通过6元线列阵作为接收基阵进行接收。在不同的多普勒频移的情况下,分别在不同的信噪比上进行了目标距离的相关仿真估计。在此基础上编制了仿真软件,进行了大量的仿真试验,试验的结果验证了所提方法的实用性和有效性。     

基于投影信号谱分析的指纹纹线间距估计方法

准确估计指纹纹线间距对指纹图像分割、增强及指纹细节特征提取具有重要意义。针对现有纹线间距估计方法存在的不足,提出了一种基于纹线方向投影信号谱分析的指纹纹线间距估计方法。该方法首先对指纹块方向图进行选择性平滑以滤除噪声干扰,然后计算方向投影信号的傅立叶变换能量谱,并通过谱分析提取信号基频,以此估计出纹线间距。实验结果表明,与现有的一些典型方法相比,该文方法对于纹线间距的估计更为准确、可靠。     

基于hp-自适应伪谱法的高超声速飞行器上升段闭环制导研究

对于高超声速飞行器的上升段而言,希望其能够在短时间内飞行较远的距离,并且达到理想的速度和高度;最重要的就是如何优化其轨迹,规避上升过程中的各种干扰因素,自主完成整个飞行任务。文章以X-33飞行器模型作为研究对象,提出一种基于hp-自适应伪谱方法的轨迹优化方法和闭环制导策略,实时修正飞行路径,使其最终以理想速度到达目标位置。通过仿真验证了该方法的可靠性。结果表明,该方法具有较高的精度,收敛时间快,为闭环制导实时性研究提供了方向。     

道旁声学信号多普勒畸变校正

采用道旁声学信号来分析列车滚动轴承故障的方法是该领域故障诊断发展的主要方向,但拾音器和声源的相对运动造成的多普勒效应使得声学信号的频谱发生了畸变,从而无法准确地反映设备状态。为了解决多普勒效应带来的采集信号频谱畸变,准确恢复原信号频谱结构,本文提出一种基于频偏率的变采样技术的方法,在通过外部条件获得信号频偏变化曲线后,根据频偏曲线获得每个采样点的频偏比例,利用变采样技术,通过插值方法获得新采样信号。本文是对作者所提重采样技术校正多普勒频偏方法的深化和提高,该方法能准确恢复原声学信号频偏结构,并通过仿真信号和实验验证了该方法的有效性。     

改进的DSSS电磁波随钻测量信号载频估计算法

为了解决随钻测量中电磁波信号的载频估计问题,基于直接序列扩频（ DSSS）通信原理,建立了改进的电磁波信号载频估计法,该方法采用信号自适应干扰对消技术滤除噪声信号,然后再通过带通滤波技术获得DSSS信号的频带,从而提高了信号的信噪比（ SNR）。在此基础上,建立了System View仿真模型,仿真结果表明：改进的载频估计法可以有效滤除噪声信号,精确地检测出电磁波信号的载波频率。     

基于自动搜峰和shannon熵的车辆轴承多普勒畸变故障声信号校正研究

针对传声器采集的运动声源信号存在多普勒畸变问题,提出一种基于自动搜峰和shannon熵的滚动轴承多普勒畸变故障声信号校正方法。首先对所采集的声音信号进行短时傅里叶(STFT)时频分析;然后利用自动搜峰方法进行瞬时频率估计,设置shannon熵来提高瞬时频率估计精度,并得到拟合的瞬时频率曲线,进而得到信号重采样时间点;最后对原信号进行时域重采样,从而使畸变信号得以矫正。通过仿真和动态滚动轴承内外圈故障声信号的实验验证了此种方法的可行性。