类GPS超声定位系统及其多基站距离估计算法研究

针对常规超声波局部定位系统的缺陷,介绍了类GPS超声定位系统及其工作原理.建立了超声扩频测距时延估计模型,根据此模型提出了一种基于FFT的单基站距离估计快速算法.根据多基站接收信号的特点,在单基站距离估计算法的基础上,介绍了一种基于短时傅立叶变换(STFT)的多基站距离估计算法.实验研究表明,在获得发射信号载波频率先验知识的情况下,多基站距离估计算法运算量不大,并能精确得到距离估计值,从而为小车的精确定位奠定基础.     

类GPS超声定位系统及其单基站距离估计算法

针对常规超声波局部定位系统的缺陷,介绍了类GPS超声定位系统及其工作原理;为了识别系统中的各个基站,给每个基站分配一个单独的伪随机码;研究了自主导引小车与单基站的距离估计问题,建立了超声扩频测距时延估计模型,根据此模型提出并详细推导了基于FFT的单基站距离估计算法;实践表明,经过上述算法处理后,当接收信号与参考信号所用m序列相同时,它们的包络相关函数在时延处有一个尖锐的相关值;当所用m序列不同时,它们的包络相关函数没有突出的相关值,从而达到识别各个基站的目的.     

一种基于数据融合的时差定位算法

针对传统的无源时差定位算法定位精度不高的缺点,本文提出了一种基于平面相交（PI）的迭代算法。该方法结合了（PI）算法计算速度快优势,同时吸收了Taylor算法迭代求值的思想,将两者数据进行融合定位。仿真结果表明,与单一（PI）算法相比,该方法的定位精度显著提高。     

几种激光光斑中心定位算法在应用中的比较

在光学测量中,激光光斑中心定位算法的精度和速度将直接影响到实际测量的精度和速度,因而中心定位算法的选择显得尤为重要。针对光学测量中的几种激光光斑中心定位方法,对灰度重心法、随机Hough变换法、最小二乘圆拟合处理激光光斑中心的性能进行了比较。比较结果表明,最小二乘圆拟合法不但具有很高的定位精度,而且具有很快的计算速度,...     

类GPS超声定位系统中观测数据的几何约束处理方法

介绍了类GPS超声定位系统及其工作原理,如果超声传感器受到外界环境振动冲击或者外界干扰声源的影响,那么通过距离估计算法得到的定位物体与定位基站的观测伪距就可能出现野值,针对上述问题,以距离几何学中的Blumenthal嵌入定理为基础,建立了一种以两个和三个基站进行定位时的观测数据几何约束处理方法;理论分析与仿真结果表明,通过该方法可以剔除掉观测数据中的野值,从而为定位物体的位置估计提供更加有效的观测数据.     

一种基于模糊聚类的模糊辨识方法

介绍一种基于模糊聚类的模糊辨识方法。首先利用含有聚类准则函数的模糊聚类方法来确定模糊规则数和模型前提参数,然后利用最小二乘法来辨识模型的结论参数,最后采用梯度下降法来调整模型的参数。该方法应用于Box-Jenkins数据仿真实例,仿真结果表明该方法简单有效。     

基于TDOA的空间定位算法

随着第三代(3G)移动通信的发展和美国E911规定的颁布,蜂窝网络移动台(MS)无线定位技术得到了越来越广泛的注视.该服务能够提供有关移动台位置的信息,因此在很多领域有着重要的应用.提出了一种基于到达时间差(TDOA)的三维定位算法.其主要思想是用一新变量代替定位估计中的二次项,把非线性估计转化为两次WLS(加权最小二乘)线性估计.此算法结构简单,计算量较小.通过模拟仿真,结果证明了该算法的有效性.     

一种改进的快速全局运动估计算法

结合两步法与传统梯度下降算法,提出一种改进的快速全局运动估计算法。采用稀疏抽样的MSEA快速块匹配算法估计局部运动矢量,使用迭代最小二乘法粗估计全局运动参数并排除外点(前景宏块),在排除外点的采样宏块集上选取特征像素,以上述两步法的全局运动估计参数为初始值,利用LM梯度下降算法对全局运动参数进行优化。实验结果表明,改进算法的估计速度达到11.42 ms/f,比FFRGMET算法快1.3倍,具有更高的全局运动估计精度。     

表层海水中声纳定位的声速问题

海水温盐跃层和深度方向上的梯度变化,导致海水声速的跃层和梯度变化,这种变化既有系统性,又有随机性,声速的不确定性导致水下定位系统的不稳定性问题。本文针对浅水水下定位系统中声速大小和声线弯曲问题进行研究,提出了用于几何法定位的平均海水声速线估计定位法。另外,基于射线声线理论构成的距离观测方程和时间观测方程都是不可导的非线性方程,该方程组的最小二乘问题是一类特殊的非线性最小二乘问题。本文提出了先分组迭代、后统计分析的"两步法"实现对这类特殊非线性最小二乘问题的求解。     

基于抗差估计方法的WSN节点定位算法研究

针对无线传感器网络在实际应用中,节点间测距结果往往含有粗差,并会严重影响未知节点坐标估计值的准确性和可靠性这一问题,引入抗差估计理论,采用IGGⅢ权因子函数,设计了一种基于抗差估计的节点定位算法。该算法能对含有不同幅度的测量误差分别采取保权、降权和淘汰等相应处理,明显提高定位精度。仿真实验表明:在无粗差的情况下,本文算法与经典最小二乘定位算法的定位效果保持了良好的等效性;在含有粗差的情况下,本文算法借助于选择的阈值,对不同的粗差采取剔除以及降权等适当处理,比经典最小二乘定位取得了更高的定位精度,保证了估计结果的无偏性,体现出良好的抗差性能。     

用超声波测距的四旋翼无人机三维防撞系统设计

针对四旋翼无人机碰撞事故多发的问题,设计了一款基于超声波测距原理的四旋翼无人机三维防撞系统。本系统利用超声波技术实现测距,将无人机与周围障碍间三维空间方向上的距离信息采集到控制系统,控制系统根据距离信息控制悬停信号与遥控信号,实现无人机自主防撞,最后通过试验证明了该系统的正确性与合理性。该系统满足了四旋翼无人机安全防撞要求,且具有重量轻、体积小、精度高、安全可靠等特点。     

超声定位车辆路径监测系统的设计

介绍了一种基于单片机控制的超声波定位车辆行进路线监测系统的构成、工作原理及实现方案,并对系统的性能进行了分析;通过软件查询,实现用一块单片机处理多路接收信号,简化了电路设计,结果表明,该系统可以测量的范围为20m,精度可达到0．05m,满足了场地中车辆行进路线即时监测的要求;该系统具有一定的可扩展性。     

泄漏信号定位中的时延估计算法

时延估计是阵列信号处理中的一项关键技术,广泛用于如语音增强,说话人定位,其目的是要估计出同源信号到达不同传感器时,由于传输距离不同而引起的时间差。现有的算法主要包括相关、广义互相关方法、自适应最小均方方法等。这些算法因其抗噪性能不同,有着各自的应用场合。本文在一段公共的声波数据上利用各种算法进行时延估计,分析比较算法性能,并将相关方法应用于管道泄漏检测定位误差不超过5%。     

基于TDOA的室内超声波定位方法的改进

基于超声波和射频信号的TDOA（Time Difference Of Arrival,TDOA）室内无线传感网定位系统得到了越来越普遍的研究。其以距离测量为基础计算待测节点坐标。测距的误差影响定位结果的准确性。因此,文中主要目的是介绍基于超声波技术和射频技术定位系统的工作原理,通过采用总体最小二乘法（Total Least Square,TLS）的直线拟合方法对距离测量误差进行补偿,修正距离值,然后采用极小极大算法（Min-Max algorithm）进行定位的位置坐标计算,得到系统测距误差较小和定位准确性高的结果。实验数据仿真表明,该方法提高了距离测量精度和系统的定位准确性。     

基于TDOF的分布式激光定位系统设计与实现

依据无线传感器网络WSN(Wireless Sensor Networks)定位系统的理念,设计并实现了一套基于一组905 nm的窄带宽红外脉冲激光的高精度,高频率的室内定位系统.该系统利用到达分布式激光脉冲接收器的飞行时间差TDOF(Time Difference Of Flight)进行定位,激光接收模块作为信标节点采集来自同步节点和定位节点先后发出的激光脉冲,并通过串口方式发送TDOF信号到中心控制主机,中心控制主机通过TDOF信号与各信标节点的空间坐标进行定位计算,定位解算方法基于高斯牛顿迭代法(Gauss-Newton iterative algorithm)和最小二乘法(Least square method).实验结果表明,该系统的平均定位误差可优化到±6.5 mm内,并且可以通过更多有效数据,进一步提高定位精度.     

超声测距在汽车倒车中的应用

为了帮助汽车驾驶员实现安全倒车的目的,根据超声波测距的工作原理,采用AT89C52单片机系统、温度传感器及超声波传感器为硬件核心,采用单片机C语言编写程序,设计出一套具有实时超声波速度修正及可多方位进行检测扫描的超声波测距系统.实现汽车在倒车过程中一旦接近有障碍物时,立刻自动报警并显示出汽车尾部到障碍物距离的功能.     

嵌入式大气数据传感系统的求解算法研究

嵌入式大气数据传感系统是一种依靠嵌入在飞行器前端的压力传感器阵列来测量飞行器表面的压力分布,并由此压力分布通过求解非线性方程组间接获得飞行参数的先进飞行数据传感系统;介绍了嵌入式大气数据传感系统及其主要的求解算法,主要包括加权最小二乘法、三点法和神经网络方法,针对每种算法分别给出了其迎角、侧滑角和动压、静压的求解公式,最后对3种算法进行了比较,结果表明神经网络方法相对与其他两种方法来说是比较理想的FADS系统的求解算法。