Online Detection of State Estimator Performance Degradation via Efficient Numerical Observability Analysis

An efficient observability analysis method is proposed to enable online detection of performance degradation of an optimization-based sliding window visual-inertial state estimation framework. The proposed methodology leverages numerical techniques in nonlinear observability analysis to enable online evaluation of the system observability and indication of the state estimation performance. Specifically, an empirical observability Gramian based approach is introduced to efficiently measure the observability condition of the windowed nonlinear system, and a scalar index is proposed to quantify the average system observability. The proposed approach is specialized to a challenging optimization-based sliding window monocular visual-inertial state estimation formulation and evaluated through simulation and experiments to assess the efficacy of the methodology. The analysis result shows that the proposed approach can correctly indicate degradation of the state estimation accuracy with real-time performance.     

Online Observability-Constrained Motion Suggestion via Efficient Motion Primitive-Based Observability Analysis

An active perception methodology is proposed to locally predict the observability condition in a reasonable horizon and suggest an observability-constralned motion direction for the next step to ensure an accurate and consistent state estimation performance of vision-based navigation systems.The methodology leverages an efficient EOG-based observability analysis and a motion primitive-based path sampling technique to realize the local observability prediction with a real-time performance.The observability conditions of potential motion trajectories are evaluated,and an informed motion direction is selected to ensure the observability efficiency for the state estimation system.The proposed approach is specialized to a representative optimization-based monocular visionbased state estimation formulation and demonstrated through simulation and experiments to evaluate the ability of estimation degradation prediction and efficacy of motion direction suggestion.     

基于神经网络的非线性随机系统的状态估计

针对惯性导航系统的特点，建立一个三层ＢＰ网络，用测量到的带有噪声的输出变量序列和状态变量作为样本，训练神经网络，经过训练的神经网络对噪声具有抑制能力，可用带有噪声有输出变量序列来估计状态变量的真值。     

基于单信标测距的水下导航系统可观测性分析

导航问题是发展自主水下航行器(Autonomous Underwater Vehicle,AUV)所面临的难题之一。针对单信标测距导航方法中的系统可观测性问题,文章通过建立AUV的三维运动学模型,利用线性时变系统的局部可观测性理论得到了导航系统关于AUV三维运动路径的可观测性条件,在此条件下实现了对AUV运动位置的在线估计。仿真结果表明,对于满足导航系统可测观性的运动路径,AUV的位置估计具有良好的收敛性和定位精度。     

正交算法在状态估计中的应用

介绍最小二乘法的正交算法的具体实现以及它在状态估计中的应用．正交算法是至今已开发的状态估计算法中最有效的算法之一,较其他算法有许多优势,经云南大理电业局、河南平顶山供电局、洛阳供电局现场运行表明,该方法具有数据传输精度高、收敛性好、占有内存小等特点     

基于声强的水中体积目标被动定位的可观测性分析

根据体积目标的3个特定部位的辐射噪声频率特性的不同，建立了在两种不同运动条件下的基于声强的观测模型，分析了两个系统的可观测性，为体积目标的3个特定部位进一步进行定位和跟踪提供了理论依据。     

电力系统状态估计算法的模糊综合评价与分析

状态估计算法是电力系统状态估计的核心部分,目前已经有许多模型,特点各异,且性能评价具有模糊特征.为此,提出将模糊数学理论引入状态估计算法评价中,针对算法构建模糊综合评价模型,来实现各种状态估计算法性能的客观评价和比较,并从中找出适合具体系统的最优算法.通过在不同系统下对几种常用状态估计算法进行评价分析选出最优算法,验证了该评价系统的正确性,实现了算法评价的定量化,为实际系统的算法选择提供有效参考.     

电力系统状态估计中关键量测误差的污染范围

为了提高状态估计结果的准确性,应该知道量测误差的污染范围。本文就误差污染问题提出了和一些文献不同的看法,指出关键伪量测误差的污染范围较大,其误差还会影响可观测子岛的状态估计结果。可观测岛的量测残差为零时,并不意味其状态估计结果不受其它关键量测误差的污染。     

用增测法解决状态估计中的病态问题

为了解决电力系统 WLS 法状态估计中的病态问题,本文对 L—M 增测方法进行分析和讨论,并根据数值相关性理论,提出了一种新的方法——QR-增测法,这种方法对于解决电力系统状态估计中的病态问题有较好的效果。     

QAM载波频偏估计的非线性变换分析

针对一类无数据辅助的非线性最小均方(NLS)载波频偏估计算法进行研究,讨论了其针对QAM信号的应用。通过最小化其估计方差,讨论了其基于信噪比信息的最佳非线性变换,随后给出不同信噪比下的近似算法,同时提出一种中高信噪比下的简化算法,仿真结果表明算法性能比传统的四次方算法有明显的改进。     

基于距离量测的主从式AUV协同定位系统观测性研究

研究了基于距离量测的主从式自主水下航行器(AUV)协同定位系统观测性问题。主AUV可以利用装备的高精度导航设备进行精确定位,从AUV装备低精度导航设备,需融合主从AUV之间的距离量测进行水下定位。针对控制输入对协同定位系统可观测性的影响,建立了从AUV在主AUV体坐标系中的运动学模型,并选取主从AUV间的距离值作为观测量,利用基于Lie导数的非线性系统观测性秩判据分析了不同控制输入下协同定位系统的观测性。仿真结果表明,对于可观测的协同定位系统,从AUV的位置估计具有良好的收敛性和定位精度。     

松花江漫滩地区静压PHC管桩沉桩阻力理论估算与数值分析

目的给出松花江漫滩地区采用综合调节系数法估算静压PHC管桩沉桩阻力所需要的综合修正系数;找出数值分析的静压PHC管桩沉桩阻力与估算的沉桩阻力及实测压桩力之间的关系．方法根据松花江漫滩地区具有代表性工程的静力触探数据和实测压桩力,对采用综合调节系数法估算的静压PHC管桩沉桩阻力与实测压桩力进行对比分析;采用有限元分析软件ANSYS对代表性工程的静压PHC管桩的桩土相互作用进行数值分析．结果松花江漫滩地区采用综合调节系数法估算静压PHC管桩沉桩阻力所需要的综合修正系数为α为0．5—1．0、β为0．6～1．0;数值分析的静压PHC管桩沉桩阻力与估算的沉桩阻力及实测压桩力之间存在一定误差,但变化趋势是一致的．结论静压PHC管桩沉桩过程与静力触探过程之间存在着内在的、本质的联系,采用静力触探数据估算静压管桩的沉桩阻力是可行的;针对松花江漫滩地区相似性质的土层,采用给出的综合修正系数,得到静压管桩的沉桩阻力,从而合理地选择施工设备,降低工程造价．     

企业技术创新效益评价模型的三种参数估计方法的比较分析

对企业技术创新过程的效益评价模型（１）参数估计的三种方法：多元线性回归、岭估计和主成份分析的适用性进行了比较分析,为该模型的适应范围及对建模中的多重共线性问题的解决提供了理论支持,并给出实际应用案例．