双站纯方位定位中相关问题研究

为了深入了解多站无源定位的机理进而提高其定位精度,对双站纯方位无源定位中的相关问题进行了理论分析。首先研究了影响双站定位性能的因素,指出只有当测量误差足够小及两传感器间夹角不接近 0和 π时,双站系统才具有无偏性并有可能达到一致性估计;其次,指出当过小和过大夹角相对于 0和 π而言具有相同的幅度时,过小夹角对定位精度的消极影响要大于过大夹角;最后,分析了两种定位误差协方差获取方法的等价性。仿真结果验证了对上述问题的分析,并指出本文结论可以应用到基于传感器管理的多站无源定位算法中。     

水下网络移动节点分布式定位算法

随着水下网络系统的发展,水下移动节点的分布式定位技术的研究受到关注。提出了一种自组织、可容忍节点失效与测距误差、计算量和通信开销小的分布式水下节点定位算法,该算法利用自适应加权、循环三角组合测量法提高定位精度。对基于TOA测距的循环三角组合算法的定位精度进行了仿真,分析参考节点数对平均定位误差的影响,并与三边测量法的定位精度进行了比较。仿真结果表明,该算法具有较高的定位精度,对节点失效和测距误差的鲁棒性高,并且降低了水下网络对参考节点的密度要求。     

无人机对地成像定位方法

为解决基于单张图像的传统无人机对地定位方法的精度不能满足精确打击作战需求的问题,本文提出一种新的无人机对地定位方法.该方法通过线性化共线条件方程建立摄像机姿态角和焦距迭代计算模型,根据非共线位置拍摄的多帧图像及至少3个可识别同名像点坐标迭代计算摄像机姿态角和焦距的精确值,然后利用多摄站前方交会法求取地面目标的三维坐标.该方法不依赖于数字高程模型(DEM)及像片内外方位元素的测量值,消除了传统无人机对地定位方法三个定位误差源中的两个,因此具有较高的定位精度.仿真与真实图像实验计算表明:摄站本身坐标误差的大小是决定对地定位精度的主要因素,当采用DGPS定位摄站时,可以获得很高的目标定位精度.     

基于众数判定的PIR传感器网络目标定位方法

为提高热释电红外传感器(PIR)系统目标定位的精准度,提出一种基于众数判定的无线传感器网络目标定位方法。首先,使用米字形感应模型特殊光锥设计的小型PIR传感器系统作为传感器节点组成无线PIR传感器网络,通过峰峰值时间差法和对探测区域划分编码的方式获取目标的距离和角度信息;其次,通过对测量点落入传感器探测区域概率的众数判定,筛选提取出目标有效位置信息,实现对运动目标的准确定位;最后,用极径序列生成目标运动轨迹。实验结果表明:该方法能够在有限目标信息条件下实现对目标的准确定位并有效提高定位精度,减小因传感器误报对定位精度造成的影响。     

多浮标定位系统最优布站分析

针对多基地、多浮标定位系统,不同的布站方式、布站数量对系统定位误差均有一定影响。从定位误差方程推导出定位误差最优目标函数,探讨了在有限的条件下如何提高系统定位精度,给出了精度与布站数、布站距离、布站位置之间的关系。通过分析基本布站方式,以及布站方式与精度之间的关系,根据得到的分析方法,对三种布站方式进行了精度分析,得到了与实际情况相符的结果。通过Matlab仿真,给出了3～8个浮标与定位精度的效果图示,分析了布站数与定位范围、布站半径与布站面积之间的关系,并得到最佳布站方式及布站半径,在实际应用中具有较好的参考价值和指导意义。     

基于矢量传感器的双基地声纳数据融合

提出了一种基于单矢量传感器的双基地声纳定位数据融合算法.阐述了矢量双基地声纳数据融合定位算法的基本原理与解决方案.与常规声压双基地T/R-R声纳系统相比,矢量双基地声纳系统拥有更为丰富的声场观测信息.较之传统声压型,基于时延定位的算法(TOL),此新算法可带来更高的定位精度.在近基线三角区域,定位精度提高约23%,而在基线定位盲区附近,定位精度提高近40%.此新算法同时还解决了TOL算法的定位二值模糊问题.     

基于UKF的室内移动机器人定位技术研究

为提高室内轮式机器人定位精度,采用多传感器信息融合的机器人自主定位方法,根据室内轮式移动机器人的运动模型,建立了定位系统的状态方程;基于传感器的工作原理和数学模型,建立了各自的观测方程。鉴于二者的非线性,利用无味卡尔曼滤波算法对传感器信息进行融合。实验中开发了基于FPGA的主控平台,降低了数据处理系统的冗余度,提高了系统的稳定性。另外,设计了多传感器并行采集与快速处理的算法,提高了传感器信息融合的实时性和有效性。通过进行的机器人行走实验,结果表明该算法明显减小了定位误差,有效地提高了定位精度。     

卡尔曼滤波在无线传感器网络节点定位中的应用

为了减小无线传感器网络节点定位中节点测距误差和定位算法自身引入误差的积累对定位精度的影响,建立了适用于无线传感器网络的卡尔曼滤波模型.采用渐消自适应卡尔曼滤波对基于距离的初始定位算法进行求精,通过一跳节点间的相互制约,在全局范围对未知节点进行定位;基于卡尔曼滤波模型,对无线传感器网络的分布式算法和集中式算法的计算量进行了研究,得出计算量与节点数目的关系.研究结果表明,卡尔曼滤波能够有效提高节点的定位精度,尤其适用于网络节点密度小、信标节点比例低的情况.     

改进的波束形成算法及其在多声源定位中的应用

为提高多点声源工况的定位精确度及简化设备,对传统波束形成算法进行改进。引入改进扫描中的扫描向量并结合遗传算法对求解域内的非线性方程组进行求解,从而提高定位精度。基于改进算法,在消声室内采用空间星型(Y型)传感器阵列对不同声源进行定位,并将结果与传统算法定位结果进行比较。由比较可见:当多个声源相距较近时,这些源等效于单一点源,两种算法定位结果基本一致;但当声源相互距离增大时,改进算法可以有效提高定位精度,并准确定位多个源的位置。     

基于遗传算法的三维无线传感器网络定位新算法

针对三维无线传感器网络节点自身定位问题,提出了一种基于遗传算法的新定位算法。该算法通过分析未知节点与它的无线射程范围内的已知节点之间的通讯约束和距离测量,对未知节点建立数学模型;针对此数学模型利用遗传算法求解,把该解作为未知节点的估计位置。理论分析和试验结果表明,该算法具有很强的健壮性,未知节点的失效和新节点的加入不会影响算法的性能,并且算法定位精度高,条件简单,适合各种规模的无线传感器网络的节点定位。     

基于毫米波雷达获取料堆DEM的插值方法研究

针对现有的全自动堆取料机技术的发展过程中存在料堆高程模型获取困难、测量装置环境适应性差、成本高和模型精度低的问题,提出利用77GHz毫米波雷达、差分北斗和角度编码器的集成技术获取大型料堆表面的离散点云数据。推导出多传感数据融合获取离散点云数据的公式,并提出采用量子化鸽群优化Kriging插值算法获取料堆的数字高程模型(DEM),采用交叉验证的方式对比分析了优选参数后改进的普通Kriging、普通Kriging、反距离加权、基于三角剖分的线性和自然邻域插值算法,改进后的Kriging插值算法均方根误差低于0.37m,均方误差低于0.14m,均方根误差相比普通Kriging插值算法降低了39.9%。在现场的测试过程中,该方法可不受天气和粉尘的影响得到料堆的DEM,能够满足堆取料机全自动项目对精度的需求。     

Investigation of localization effect in GaN-rich InGaN alloys and modified band-tail model

The temperature-dependent PL properties of GaN-rich In _x Ga_1???x N alloys is investigated and S-shaped temperature dependence is observed in all InGaN samples. It is found that the origin of localization effect in samples A and B are different from that in sample C. For samples A and B, In content fluctuations should be the origin of localization effect, while the localization effect can be attributed to In-rich clusters and metallic indium inclusions for sample C. In addition, the band-tail model is modified and the modified band-tail model is used to investigate the degree of localization effect in the three samples.     

多传感器测量数据预处理

传统传感器测量数据处理方法只采用算术平均值的数字滤波法，虽然这种方法具有一定的抗干扰性，但从统计理论和实际应用情况分析来看，这种方法处理的数据不是测量结果的最好表示，尤其对于多传感器测量情况甚至更糟糕。针对这种情况提出了通过2次利用偏度分析建立动态检测门限判别并剔除粗差，再进行数据融合的分批估计方法．数据分析结果表明。这样处理后的数据测量误差和方差均更小，测量结果更接近测量真值。     

跟踪式偏振光三角法测头

针对三角法测量的不足,设计了一种跟踪式偏振光三角法测头。对三角测量法的理论分析表明减小测量范围能提高测量精度。测头结合表面跟踪方法与三角测量法,跟踪使测量范围不受限制;仅在小范围内进行三角法测量,测量精度大大提高。对金属表面的反射特性进行了分析和推导,得出镜面反射与漫反射具有不同的偏振特性。通过偏振滤光减少了镜面反射光对测量的影响,从而降低了对被测表面材质的要求。本文给出了测头结构和工作原理。试验表明,测头能测量镜面反射较强的金属表面,测头可自动跟踪表面,并可结合测距仪实现表面形状的高精度测量。     

距离查找表的产生及其在三维传感中的应用

本文提出了一种快速、简便的三角剖面术查找表算法。根据这种算法,可以从样板上测量三个以上不同高度的点在CCD上成象位置,综合出距离查找表。采用这种方法可以加快以三角剖面术为基础的三维测量过程,减小误差,更重要的是当系统结构发生变化时(如重新安装系统或运输后),可以对样板重新测量,产生新的距离查找表,从而对系统进行自动校正。该算法已在四川大学研制的“鞋楦三维面形自动测量系统”中应用,获得了预期的结果。     

Triangulation of cubic panorama for view synthesis

An unstructured triangulation approach, new to our knowledge, is proposed to apply triangular meshes for representing and rendering a scene on a cubic panorama (CP). It sophisticatedly converts a complicated three-dimensional triangulation into a simple three-step triangulation. First, a two-dimensional Delaunay triangulation is individually carried out on each face. Second, an improved polygonal triangulation is implemented in the intermediate regions of each of two faces. Third, a cobweblike triangulation is designed for the remaining intermediate regions after unfolding four faces to the top/bottom face. Since the last two steps well solve the boundary problem arising from cube edges, the triangulation with irregular-distribution feature points is implemented in a CP as a whole. The triangular meshes can be warped from multiple reference CPs onto an arbitrary viewpoint by face-to-face homography transformations. The experiments indicate that the proposed triangulation approach provides a good modeling for the scene with photorealistic rendered CPs.     

采用多传感器数据融合技术的消防报警系统

介绍了多传感器数据融合消防报警系统，然后在分析信号特征和各种算法的基础上提出数据融合的思想。根据多传感器的不同性质，进行多级别、多方面处理，以求更可靠更准确的结果。并提出了基于传感器数据融合的火灾报警的基本框架，最后讨论了传感器数据融合的方法和管理实施。     

多传感器模糊融合跟踪算法

针对集中式融合结构跟踪系统,利用随机逼近算法分析了权值的最优分配原则,提出了一种基于模糊推理的多传感器融合跟踪算法。该算法采用协方差匹配技术,依据滤波新息,动态调整测量噪声方差,使融合系统的均方误差始终最小。同时利用双滤波器结构,根据系统方差,实现滤波器间的动态切换,提出了基于模糊推理的并行双Unscented卡尔曼滤波自适应跟踪算法,增强当前统计模型对弱机动目标的适应能力。针对机动和非机动飞行航路进行了算法仿真,结果表明,在时变测量噪声条件下,采用模糊融合跟踪算法前后的速度均方根误差分别为45.7m/s和36.2m/s, 18.7m/s和9.6m/s,提高了多传感器系统的稳健性和跟踪精度。