基于单矢量传感器的飞行器姿态角研究

针对惯导部件使用不便的缺点,提出基于极化电磁波进行飞行器姿态感知的方法.飞行器通过单电磁矢量传感器接收来自基站的极化电磁波信号,通过基于四阶累积量的ESPRIT算法进行信号参数估计,最终估计飞行器姿态角(俯仰角、航向角、横滚角).     

基于测控电磁波极化特征信息的飞行器姿态估计

该文应用正交解耦的姿态参数信号模型描述极化电磁波的3 维波结构,将最大似然估计和MUSIC 算法推广应用于部分极化波参数估计,利用极化电磁波传递信号基站标定的姿态基准信息。飞行器通过单电磁矢量传感器接收并处理信号,确定电磁波结构向量,计算得到地理坐标系下的飞行器姿态。此方法有别于需多点测量的三角计算法,只需一个地面基站信号和运动平台上单一接收点,就可实现姿态感知,可替代姿态导航仪和航向导航仪。该文介绍了运动平台姿态估计算法,为工程应用提供技术支持。      

基于信号极化三维平稳性的飞行器姿态估计

以电磁波为参照的飞行器姿态测量研究,可弥补空间参照物缺乏,丰富姿态测量手段。利用3个正交电(磁)场传感器接收电磁波三维电(磁)信号,测量运动平台姿态。该方法根据姿态参数估计的CRB(克拉美—罗界)是否为有限值,判断该环境电磁波信号能否用于运动平台姿态测量;根据基准姿态与实时姿态互相关矩阵变化,估计得到实时天线坐标系到基准天线坐标系的转换矩阵,据此将实时姿态坐标系下的运动平台姿态,转换到基准姿态坐标系下,再转换到地理坐标系下,完成运动平台姿态感知。电磁波信号可以为独立或相干信号,波达方向和极化状态任意,可不受多径效应困扰。仿真试验表明该方法稳定有效。     

基于三维波结构向量的飞行器姿态快速估计

飞行器姿态测量的主要参照为重力和地磁场,其在高加速度环境中的缺点难以克服.将电磁波三维结构向量作为飞行器姿态测量的参照,根据机载电磁矢量接收阵列的姿态与接收电磁信号的变化关系建立导向矢量.通过MUSIC算法三维搜索飞行器姿态参数使得信号空间谱最大化,实现飞行器平台姿态估计.针对MUSIC算法计算量过大导致姿态估计较慢的...     

飞行器实时姿态估计系统

飞行器实时姿态估计系统（ＶＲＡＥＳ）是用多个光学传感器检测和跟踪运动目标。每个光学传感器获得的信息被实时地综合到一起，用以估计目标的三维空间位置和姿态（定向）。本文描述了系统的结构，算法以及实时处理。测试结果表明系统能实时地对大数据量进行运算，并精确地提供目标的位置和方向。     

电磁波极化形式的频域判据

电磁波极化的判定问题是电磁场理论教学中的重点和难点。当电磁波的电场分量和波矢量表达式是坐标基矢量的组合形式时,学生往往难以用右手定则判定其极化形式。本文从电磁波极化定义出发,结合有向曲线绕向的计算方法和复矢量运算法则,给出了极化形式的频域判据。学生直接对电场复矢量进行简单的矢量乘法运算即可完成判定,提高了解决此问题的效率和准确度。     

电磁波极化理论的实验教学研究

电磁波的极化是电磁理论中的一个重要概念,在通信、导航和雷达等方面已逐渐得到应用。无论是线极化波,圆极化波,椭圆极化波,都可由两个同频率的其场矢量相互正交的线极化波组合而成。本文结合实验教学分别研究波的极化——线极化波、圆极化波和椭圆极化波的特性,以使学生易于理解和掌握好极化概念。     

时变电磁波瞬态极化投影矢量的数字特征

瞬态极化概念是描述时变电磁波极化动态变化特性的重要手段.在正态假设下,研究了时变电磁波瞬态极化投影矢量(IPPV)的概率分布和均值、方差、混合二阶矩等数字特征,得到了电磁波IPPV一些重要统计性质.分析了JPPV相对于Stokes参数表征的优势.证明了电磁波在特征极化基上IPPV的3个分量互不相关,得到了IPPV的数字特征随波的极化度的变化关系.这些工作为随机性散射波或辐射波的极化特性分析提供了有用工具,对雷达目标动态极化散射特性表征、目标检测、目标特征提取与识别等领域的研究具有启发意义.     

电磁波极化和天线极化的教学研究

电磁波极化是“电磁场与电磁波”和“天线与电波传播”课程的教学重点。本文详细分析了在电磁波极化教学中易引起误解的几个常见问题,如极化匹配、圆极化波消除重影、圆极化波的传播、线极化波的接收和电流元的极化形式等,澄清了相关的概念。这些分析有助于加深学生对电磁波极化概念的理解和掌握,最终有效提高课程的教学质量。     

一种基于连续波雷达的手势识别方法

为了解决依靠光学传感器进行手势识别对外部环境依赖较大的问题,提出了一种基于连续波(Continuous Wave,CW)雷达的手势识别方法,并建立了4种手势动作的回波数据库.首先,对CW雷达回波进行短时傅里叶变换(Short-Time Fourier Transform,STFT)获取手势动作的时频谱;然后,通过设立阈...     

提高信号到达角估计精度的新方法

现有的基于矢量天线估计信号到达角的方法都没有利用阵列的孔径信息,这样的估计虽然是无模糊的,但精度不高.该文在现有估计方法的基础上进一步利用阵列的孔径信息,通过迭代搜索的方法改善到达角估计的精度,数值模拟结果证明该方法是有效的.     

一种基于改进DTW算法的动态手势识别方法

结合Kinect传感器提出了一种基于改进的DTW算法的动态手势识别方法。首先,通过SDK对Kinect传感器获得的深度信息进行分析,获得人体骨骼点3D位置,选取其中4个点作为手部运动特征;然后,用加权距离和全局路径限制的方法对传统的DTW算法进行改进;最后,用改进的DTW算法进行模板训练和实现动态手势的识别。实验表明：该方法能很好地实现动态手势的识别,实时性好,在背景干扰和光照方面有较强的鲁棒性,较传统的DTW算法在识别速度和识别正确率方面有所提高。     

一种基于TLD的手势跟踪方法

针对手势跟踪的有效性和鲁棒性问题,提出了一种结合手势检测与TLD（Tracking Learning Detecting）跟踪的手势跟踪方法。首先利用Haar特征与Adaboost算法对静态手势进行快速检测,然后对手势区域进行定位,最后使用TLD算法对定位的手势区域进行跟踪以获取动态手势轨迹。实验结果表明,该方法可以实现对变形手势快速、准确的跟踪,对部分遮挡有很好的适应性,具有较高的鲁棒性和实时性。     

基于三分量电磁矢量传感器的波达角和极化参数估计

针对传统的降维四元数旋转不变子空间算法(Dimension Reduction Quaternion Estimation of Signal Parameters via Rotational Invariance Techniques, DRQ-ESPRIT)存在“四元数模型相干”和孔径损失问题, 改进了DRQ-ESPRIT算法, 并提出了伪虚拟对称扩展孔径四元数旋转不变子空间算法(Fake Virtual Symmetrical Aperture Expansion Quaternion Estimation of Signal Parameters via Rotational Invariance Techniques, FVSAEQ-ESPRIT).所提算法通过修正极化角度域导向矢量和阵元空间相移矢量的乘法顺序, 解决了“四元数模型相干”问题, 并利用导向矢量的虚拟对称操作和Khatri-Rao子空间方法, 增加了极化敏感阵列的自由度, 提高了波达角(Direction of Arrival, DOA)和极化参数的估计精度.最后, 仿真实验验证了所提算法的有效性.     

一种基于深度图像的手势识别算法

利用Kinect捕捉深度图像,使用有效的手势分割手段将手势区域截取并运用相关算法对手势进行轮廓、凸包及其最小外接圆提取;然后构建了4种手势特性参数并给出了4种参数的计算方法;最后综合手势特性参数构建分类决策树以实现手势识别.实验针对9种常见手势在复杂背景条件下进行测试,单个手势识别率在89％-100％之间,综合识别率达到96％.     

基于双电磁矢量传感器的近场源多参数估计

基于双电磁矢量传感器(EVSs),提出一种新的近场源频率、波达方向(DOA)、距离和极化参数联合估计方法.该方法首先计算近场源的频率以及其在两个电磁矢量传感器处的二维DOA和极化参数,然后利用几何方法或搜索方法,得到近场源的距离估计.该方法仅需要两个电磁矢量传感器,节约了阵列孔径,适合于阵列孔径有限的场合.估计过程中仅需一次互相关以及特征分解等简单的运算,且各参数自动配对,节省了运算量.实验结果验证了该方法的有效性.     

基于红外传感器和隐马尔可夫模型的动态手势识别

非接触式手势控制交互识别作为一种人机交互的新型技术,摆脱了传统的人机设备限制,更符合人际交流习惯。从其实现原理来看,非接触式手势控制交互识别有多种实现,有基于摄像头的识别,也有基于体感遥控的手势识别。本文采用了基于红外传感器的动态手势识别,其基本实现原理是利用四个定向二极管来感知反射的红外线能量,然后将该数据转换为四个方向的距离信息。对于如何从距离信息识别手势,一般多采用动态时间规整、人工神经网络以及隐马尔可夫模型(HMM, Hidden Markov Model)等模式匹配算法。HMM是一种随时间变化的信号模型,具有自动分割和分类能力,适合进行动态手势识别。本文通过HMM对传感器输出的四个方向距离信息进行训练识别,经过多次试验及调整,使得对于5种手势的识别率平均都达到了75%以上,并且随着手势训练数据的增加,识别率会随之提高。     

电磁场与电磁波教学思考

“电磁场与电磁波”课程是电子科学与技术、通信工程、电子信息等专业的一门重要的专业基础课程。该课程具有内容多、涉及面广、理论性强、概念抽象、涉及数学概念多等特点,是有一定教学难度的课程。本文针对这些特点,从内容安排、形式设计多个角度展开探讨,认为通过细致的课堂教学安排,充分利用各类资源可以达到更好的教学效果。     

飞行目标3维姿态测量的新方法

针对传统光测方法通常用于测量目标的点运动轨迹,而难以获得目标的3维姿态参数的情况,提出用数字图像处理手段,对目标图像建立特征点,结合特定的算法,得出目标的俯仰角、偏航角、滚动角、漂移量等3维参数,从而获取更多的目标姿态参数的新方法。