基于地形特征知识的自适应地形线性化

地形线性化技术防是地形辅助导航的关键技术外，也是数字地形分析的研究内容之一。针对地形辅助导航系统中现有地形线性化方法存在的问题及其对地形辅助导航性能的影响，本文提出在线性化的方法中应同时考虑地形特征知识和卡尔曼滤波器提供的不确定性影响，提出并发展了一套基于地形特征知识的自适应地形线性化方法，并根据置信水平，提出了自适应选取线性化批合区域的方法，实验与仿真结果证明了本方法的有效性。     

一个交互实时的多分辨率地形绘制系统

本文设计并实现了一个交互实时的多分辨率地形绘制系统，介绍了系统的组成、实时优化方法的以及地形几何和纹理数据表示和管理方法，并通过一实例对地形绘制系统的性能进行了评价。从绘制结果看，系统对地形进行实时优化时折衷考虑了国象绘制质量和绘制速率，在图象质量没有有明显退化的情况下极大地改善了地形绘制的性能。     

基于反馈线性化系统的非线性鲁棒控制μ方法

对于可状态反馈线性化的一类仿射非线性系统，本文提出一种非线性鲁棒控制的μ方法。首先给出非线性鲁棒控制问题，然后利用状态反馈线性化方法，把非线性系统线性化，并利用μ综合方法，对线性化系统进行鲁棒控制器的设计，最后通过回代构成非线性鲁棒控制系统。     

基于专家—神经网的递阶智能控制系统

本文介绍了专家系统与人工神经网络技术相结合的一些方法，提出了联合使用专家系统与人工神经网络的递阶智能控制系统结构，其组成为：监督控制专家系统，数据处理与故障诊断神经网络，常规分布式控制系统。其中的监督控制专家系统又由人工神经网络模拟实现。由于本系统吸取了专家系统技术及人工神经网络技术两者的长处，克服了各自的缺点，使得系统的性能大为提高。     

一类非线性系统的神经网络控制器建模方法及其仿真研究

该文基于反馈线性化的思想，研究了一类非线性系统的神经网络控制器的建模方法，并以倒立摆控制系统为例，在Matlab环境下进行了仿真实验。仿真结果表明，该文所讨论的方法有效可行，使非线性系统具有较好的跟踪性能，为反馈线性化控制技术在实际的非线性系统中的应用创造了条件。     

基于非线性干扰观测器的不确定非线性系统鲁棒轨迹线性化控制

针对一类不确定非线性系统，基于轨迹线性化控制方法(TLC)及非线性干扰观测器技术(NDO)研究了一种新的非线性鲁棒控制策略．TLC是一种有效的非线性跟踪和解耦控制方法，但当系统中存在内部未建模动态和外界干扰时，当前TLC控制器性能将显著下降．本文利用NDO对系统中的不确定项进行估计，其输出与TLC控制律结合来对消不确定性的影响．最后通过一个数值仿真实例验证了本文提出的方法的有效性,仿真结果表明该鲁棒轨迹线性化控制方法具有很好的干扰衰减能力和鲁棒性能．     

基于ANN模型的非线性自校正预测控制器

采用局部建模和线性化方法,提出了一种基于人工神经网络(Artificial Neural Network --ANN)模型的非线性自校正预测控制算法.仿真实例表明,所提控制策略可有效地 控制某些未知多变量非线性动态系统.     

地形辅助导航系统中的数字地图误差模型辨识*

地形辅助导航系统在引入量测时便引入了与数字地图有关的误差，含数字地图制作误差及地形随机线性化误差两类。本文在建立系统误差模型的基础上研究了两类误差产生的机理、影响误差的因素、样本获取的手段及误差模型辨识等问题，并采用扩维系统仿真的方法研究了误差的平稳特性、白度、模型参数等特性及其对系统精度的影响，获得了对数字地图误差模型的基本估计。     

几种地形辅助导航方法的比较

地形辅助导航系统将飞行航迹下的地形高度信息与机载数字高程地图比较后得到导航定位结果，并以此对惯性导航主系统进行必要的修正。针对基于扩展Kalman滤波，基于关联算子和基于点群滤波的3种地形辅助导航方法，介绍其基本原理后。采用真实地形数据进行仿真，比较不同飞行情况下这些方法的性能。     

反馈线性化方法在双容系统中的仿真应用

针对双容系统这一典型的非线性、多变量、时变的控制对象,为了提高系统跟踪性能,首先利用非线性微分几何理论中的输入-输出反馈线性化方法,即选择合适的系统输出,并对各分量连续求导直至其表达式中出现控制输入变量,当满足一定条件后通过一定的控制输入变量替换就可将系统全局线性化,进而可以利用成熟线性控制理论对得到的线性化子系统进行控制,从而实现闭环系统的指数稳定.仿真研究表明,所提方法是有效的,且设计的闭环系统具有良好的静、动态性能。     

一种新的三维地景库的建模方法

针对传统的模拟器计算机成像系统之不足,提出了1种新的视景系统的建模方法,即基于矢量数字地图的三维地景生成算法。该算法以矢量地图为约束,各种地表纹理作为输入样图,用矢量地图中的高程信息构建三维地形网格,并根据矢量数字地图中图元之间的不同属性映射相应的纹理,得到了与矢量数字地图相一致的三维地景。与传统的地景库生成算法相比,新算法生成的三维地景更加真实精确;解决了以往地景库一经生成就无法更改的问题;具有一定的预测和重现场景的功能;缩短了地景库的开发周期,降低了开发成本。同时,运用了基于视点的地景数据动态调度策略,可实现真实场景的实时绘制。     

基于数字图像处理的海底三维地形重建方法

水下地形匹配辅助导航是目前导航领域研究的新方向,而分析地形匹配算法需要以水下三维数字地图为基础。为了得到满足匹配精度要求的海底三维数字地图,提出了一种利用GeoTIFF格式的海底地形图像重建数字高程模型(Digital Ele-vation Model,DEM)的方法:首先提取图像中的像素颜色信息和地理信息,然后通过数字图像处理技术得到水深数据规则网格,利用插值方法进行平滑处理,最后对海底三维地形进行重建并利用该图进行了地形匹配仿真。仿真结果证明了上述方法是有效地获取海底数字地图手段,为分析海底地形匹配算法提供了基础。     

改进BP神经网络模式识别在消除惯导漂移误差中的应用

为了能实时地消除惯导陀螺漂移误差,在数字地图为基础的前提下,引入了改进BP神经网络模式识别技术,并设计了相应的三维数字地形辅助惯性组合导航算法——BP算法。在匹配过程中,分别给定了不同的数字地形模式和不同载体的机动轨迹。利用C＋＋程序进行算法中的数值计算,然后通过Matlab软件模拟导航数值仿真。多次实验证明,提出的方法具有很好的可靠性和可行性,具有重要的工程应用价值和理论借鉴意义。     

基于立体视觉的移动机器人导航算法

移动机器人立体视觉系统不仅提供三维地形图用于障碍规避和路径规划,其结果还可以用于视觉导航。以移动机器人立体视觉系统为基础,研究了基于前后两个位置上立体图对的视觉测量算法用于移动机器人的连续导航,讨论了影响导航精度的因素和改进方法;研究了基于局部和全局三维地形图的地形匹配算法用于定期校正位置误差,算法实现简便,定位精度取决于地形图精度。实验结果证明了两种方法的有效性,可以兼顾近距离和中远距离导航任务。     

大面积人工数字地图生成软件的设计与实现

为给地形匹配研究提供低成本、大面积、生成速度快的随机数字地图,开发了一种数字地图生成软件.选用二维离散AR算法产生模拟数字地形,采用小块地图拼接的方法生成大面积地图.用标准C语言编程实现地形数据的快速生成和调用,并根据要求可以任意加入威胁地形.建立了便于调用数据的地形数据存储格式.利用该软件生成大面积数字地图速度快,面积可以按需要设定,生成的地形符合实际地形特征.由于每次生成的地形特征可以不相同,所以该软件可为地形匹配研究提供有效的大面积地形数据.     

交互式数字地形合成算法

针对当前手工建模费时费力和自动算法难以调整合成结果的问题,提出一种基于示意图的交互式地形合成算法.通过使用用户绘制的示意图来解决地形特征的精确放置问题,并利用控制参数来调整合成地形的细节,在自动化和控制性上达到了较好的平衡.实验结果表明,该算法能快速生成地形,且可以方便地对生成的结果进行调整;即使是缺乏专业建模技能的用户也能使用该算法生成满意的地形,对于地形建模从手工到自动化的转变具有一定的促进意义.     

三维地形生成及其可视化处理研究

针对在三维地形处理领域中存在的地形数据获取困难,可视化处理过程复杂真实感效果不强的问题.文中提出了一种三维地形生成和可视化处理的方法,该方法采用分形算法生成虚拟地形数据,然后将其存储为地理信息系统中通用的数字高程数据格式,最后将数据导入三维建模软件Multigen Creator 3.0中,结合网格生成、三维投影和纹理映射等,进行可视化处理.仿真试验表明:该方法能快速获取有效的地形高程数据,经过处理后得到了直观的,真实感较强的三维显示效果图.该文为三维地形生成和可视化处理问题提供了一种有效的、可实现的处理方法.     

基于相对特征的越野地形可通行性分析

自主地面车在越野环境下导航面临最困难的问题之一是对地形的理解，分析感知到的越野地形，作适合于自主车导航的可通行性分析。本文提出了越野高程地形的相对不变性概念，并利用这种性质提取出在一定尺度范围内地形具有的相对不变特征，如地形坡度、起伏度和粗糙度，最后基于模糊规则组合各特征对地形的可通行性进行评估。自主车越野导航实验表明，本文算法稳定有效，能满足自主地面车越野导航的需要。     

飞行模拟器动态地景库中纹理过渡算法

针对传统方法构造地景数据库过程中存在的不足进行改进,提出了基于矢量数字地图建立地景数据库的方法,并对其中一种关键算法：二维地表纹理生成中异种纹理过渡算法进行了研究。提出以纹理颜色相似度为约束动态选取过渡区域宽度,实现异种纹理间自然过渡的纹理过渡算法。实验证明,该算法扩展了传统拼接算法的适用范围,解决了异种纹理拼接时接缝明显的问题,在保证了过渡后图像良好视觉效果同时,也提高了运算效率。