天线阵通道不一致的有源校正

对天线阵通道不一致进行校正是利用天线阵处理信号要解决的问题之一。本研究提出通过辅助信号源对通道增益和相位不一致性进行有源校正的方法，该方法适用于均匀圆阵列估计空间信号源的频率、方位角及仰角，计算机仿真证明该方法的有效性。     

改进的阵列幅相差和阵元位置误差自校正算法

基于信号子空间拟合算法的代价函数,提出了一种改进的阵列幅相差和阵元位置误差自校正算法,该算法采用分步迭代的方式,可在阵列存在幅相差和阵元位置误差的情况下,估计出信源的波达方向(DOA)、阵列幅相差和阵元位置误差.文中还给出了参数估计惟一性的必要条件.计算机仿真结果验证了该算法的有效性.     

基于辅助阵元的阵列误差有源校正算法

阵列互耦、幅相误差和阵元位置误差的综合影响会严重影响超分辨率算法的性能,为此,针对上述3种阵列误差的综合影响,给出了一类基于辅助阵元的有源校正算法.首先,将3种阵列误差的综合影响等效为一种依赖方位变化的幅相误差,并通过一种基于辅助阵元的自校正方法得到了关于3种阵列误差的非线性最小二乘优化模型;然后,针对阵列误差矩阵可能出现的不同模型,给出了相应的求解算法;接着,针对算法的参数估计唯一性给出了较为细致的分析,并对算法做了进一步改进;最后,通过仿真实验验证了新算法的有效性.     

均匀线阵中幅相及位置误差的快速校正方法

着重研究了针对均匀线阵中由各阵元幅度相位不一致性及位置误差的综合影响引起的阵列流形误差的校正问题。该方法利用单信号源(可以为事先设置的校正源或某目标源)，无须准确知道信号源的波迭方向，只须在校正过程中将阵列天线以已知角度旋转两次．即可对各阵元的幅度、相位及位置因子作较精确的估计，从而估计出综合误差存在情况下的阵列流形，并可同时估计信号源的波达方向。该方法无需迭代．计算简单快速．且具有较高的估计精度。计算机模拟实验结果表明了本文方法的有效性。     

矢量天线阵元方向不一致的误差校正

基于特征值分解的子空间类算法对误差非常敏感,有必要对方向误差进行有效的校正.分析了方向误差形成的原因,建立了误差阵元的数据模型,研究同一入射信号玻印廷(Poynting)矢量与阵元排列方向的关系,使用3个参量未知的校正源,通过比较校正源玻印廷矢量在参考阵元与误差阵元处的响应,获得阵列采样数据方向误差校正矩阵.比较玻印延矢量的误差校正方法不涉及参量搜索,计算量小且易于在工程上实现,计算机仿真验证了算法的正确性和有效性.     

基于辅助阵元的阵元位置误差和信源方位联合估计算法

鉴于阵元位置误差会严重影响MUSIC算法的测向性能,基于W-F方法的思想给出了一种基于辅助阵元的阵元位王误差和信源方位联合估计算法.该算法可看作是W-F方法的一种变形,因为它仍以交替迭代的方式给出,其目标函数建立在信号子空间性质的基础上,并且可推广应用于任意阵列流型.同时本文推导了各个参数估计的克拉美罗下界(CRLB),仿真结果验证了本文算法的有效性.     

带内拟合宽带阵列通道误差校正方法

在整个第一Nyquist域进行宽带自适应阵列天线的幅相误差校正时,由于带宽宽,需要的横向滤波器阶数非常高。为了减少滤波器阶数,新方法仅仅对信号带宽内的幅相误差进行校正,采用最小二乘拟合的最优化准则,获得校正滤波器的实系数。同时,通过增加一个前置带通滤波器,保证带外噪声控制在可接受范围内。相对传统方法,该设计在相同滤波器阶数情况下,可以提高带内校正精度。通过对实际MSK信号下的阵列校正实验,证明了新方法的有效性。     

阵列天线通道误差的盲估计

基于特征值分解的高分辨DOA估计算法,在理想阵列天线条件下,性能很好,能够精确估算出信号的方位角。但是当存在噪声扰动和天线自身存在误差时,会严重恶化这一类算法的性能,使其分辨率下降。本文提出了一种盲估计方法,此方法不需要知道信号源的方位角,就能精确估计出阵列天线的通道误差。     

矢量阵一种简单的相位误差校正方法

分析了矢量水听器阵的阵列流型和误差模型,针对矢量水听器阵列声压和振速通道存在相位误差问题,应用常规波束形成方法和MUSIC方法进行方位估计误差大。并对通道存在估计性能下降的问题,提出了一种简单的相位误差校正方法。利用阵列流型向量在信号子空间的投影,得出存在相位误差的阵列流型向量就是信号子空间的特征值为＂一＂的特征向量,通过与精确的阵列流型向量比较求出矢量阵的相位误差。最后,修正矢量阵的相位误差,得到准确的方位估计能力。通过计算机仿真,验证了算法的可行性和准确性。     

阵列信号幅相一致性校正及FPGA实现

文章针对阵列信号处理中的由于阵元接收机和阵元位置扰动造成幅相不一致问题提出了一种基于比较法的解决方案,并利用FPGA加以实现.通过计算的位扩展保证校正精度,同时兼顾处理的实时性,同时将位置扰动带来的相位误差归一化到单阵元进行相位校正.并且利用了LVDS端口提高传输速率,提高了可实现性,通过仿真和试验证明了其可行性.     

基于末端转角误差的并联机器人零点标定方法

针对一种4自由度高速并联机器人（Cross-IV机器人）的零点标定问题,提出了一种基于末端转角误差信息的快速零点标定方法．基于机器人的单支链闭环矢量方程,建立了零点误差全集与末端误差之间的映射模型．通过对误差传递矩阵的分解,在仅利用旋转编码器对末端转角误差进行测量的基础上,构建了该机器人的快速零点误差辨识模型．为进一步最大化测量效率及提高辨识矩阵的鲁棒性,提出了一种优化的测量点选择方案．通过仿真详细验证了该零点标定方法的鲁棒性与准确性．基于激光跟踪仪的验证实验表明,经标定后机器人末端位置误差降低至1.312 mm,转角误差降低至0.202°,标定结果表明该零点标定方法简单、有效．     

基于图像匹配的飞行器导航定位算法及仿真

在飞行器导航定位优化控制的研究中,针对无法获得GPS信号时,长航时飞行器捷联惯导系统存在误差,提出了关于图像地标的飞行器精确定位算法,为实现成像系统对捷联惯导系统的误差校正奠定了基础。利用特定地标在机载摄像机像平面上的图像信息,通过图像变换、匹配定位、坐标变换,解算摄像机空间三维坐标和三个姿态角。再根据摄像机坐标系与机体坐标系的变换关系,推算飞行器精确位置。通过计算机仿真对算法进行了验证,结果表明,提出的算法能够满足GPS不可用时长航的飞行器组合导航精度要求,研究结果对长航时飞行器导航具有一定借鉴和参考价值。     

基于频域均衡的宽带阵列通道校正

通道失配会严重影响阵列天线的性能,需要校正失配.窄带阵列只需在中心频率上校正即可,而宽带阵列因带宽相对较大需要对整个通道特性采取均衡的方法来保证各通道间的幅度和相位一致性.首先建立了失配通道模型,然后介绍了基于最小二乘准则的频域均衡算法,最后通过计算机仿真验证了频域均衡算法的有效性.同时,新算法采用LFM信号作为校正信号,克服了时域校正时校正权值不收敛的问题.     

一种旋转变压器误差分析和校正方法

针对旋转变压器输出信号存在误差影响其测角精度的问题,文中从旋转变压器自身结构、励磁信号的谐波干扰、噪声干扰三个主要方面出发,分析建立出被测角度的误差模型,通过采用24面棱体和白准直仪标定的方法获得角度实际误差值,结合通用全局优化算法的曲线拟合方法计算出误差模型参数。通过与其他三个模型的拟合误差进行比较,该模型的拟合误差最小,平均拟合误差小于0．05”。实验结果证明该模型具有很好的拟合效果,可以提高误差补偿校正精度。     

SLAM-based Online Calibration for Asynchronous Microphone Array

Abstract

This paper addresses online calibration of an asynchronous microphone array. Although microphone array techniques are effective for sound localization and separation, these techniques have two issues; geometry information on a microphone array or time-consuming measurements of transfer functions between a microphone array and a sound source is necessary, and a fully synchronous multichannel analog-to-digital converter should be used. To solve these issues, we proposed an online framework for microphone array calibration by combining simultaneous localization and mapping (SLAM), and beamforming. SLAM simultaneously calibrates locations of microphones and a sound source, and clocks differences between microphones every time a microphone array observes a sound event. Beamforming works as a cost function to decide the convergence of calibration by localizing the sound using the transfer functions calculated from the estimated microphone locations and clock differences. We implemented a prototype system based on the proposed framework using extended Kalman filter-based SLAM and delay-and-sum beamforming. The experimental results showed that the proposed framework successfully calibrated an eight-channel asynchronous microphone array both in a simulated and a real environment even when system parameters such as variances are set to be 10 times larger than the optimal values. Furthermore, the error of sound localization with the calibrated microphone array was as small as the desired one, that is, the grid size for beamforming.     

一种改进的无线传感器网络非测距定位算法

节点定位是实现传感器网络应用的前提,控制节点定位误差成为保证网络正常运行的关键。采用基于测距的定位算法,可以达到良好的精度,但需要测量装置,不适合能量受限的无线传感器网络。本文分析了常用的非测距定位算法,并在此基础上提出了一种改进的基于序列的非测距定位算法,以提高无线传感器网络定位算法的性能。     

测程法系统误差的测量与校核

在UMBmark校核算法的基础上定义了测程法系统误差模型 ,提出了详细的算法来计算差分移动机器人的系统参数及对应的纠正系数 .试验结果表明 :本文提出的方法比UMBmark校核方法更能提高测程法的定位精度 .     

改进型二维位置敏感探测器检测误差的校正

分析了改进表面分流型二维位置敏感探测器(PSD)的工作原理及信号调理电路,针对PSD位置检测误差大的缺点,设计了利用万能工具显微镜进行标定的实验系统,运用误差理论对传感器在A区和B区的X向及Y向位置测试数据进行了校正。实验结果表明:应用这种校正方法,可减少PSD的位置检测误差,其中,A区位置检测误差可减少到±0.02mm。