主动全向声纳浮标定位算法和定位误差研究

针对主动全向声纳浮标定位目标算法和定位误差问题,依据"纯距离测量"定位的最小二乘算法,给出了定位误差方差阵的迭代计算方法和计算流程.采用蒙特卡洛仿真方法,统计分析了定位算法的精度;对比分析了定位误差均方差理论计算值和目标位置仿真结果的均方根误差,给出了定位算法的精度,验证了定位误差算法的正确性.     

改进的基于几何约束的加权被动定位算法

在多传感器被动定位过程中,借助传感器之间的几何位置关系,可得到传感器和目标之间的三角函数约束.然后通过最优化方法计算各个传感器的测量误差,并用该误差修正测量值.由于最优化方法结果往往是局部最优值或者是近似最优值,导致在交叉定位过程中仍然会存在多个不重合的交叉点.本文考虑到目标定位误差不但受到传感器性能的影响,而且也受到目标和传感器之间径向距离的影响,将传感器性能和径向距离作为参数计算各个交叉点的权值,然后对交叉点加权求和,从而获得了较好的定位效果.仿真实验表明改进算法的有效性.     

基于对称麦克风基阵的枪声定位算法研究

为改善枪声定位系统的性能,本文提出了双麦克风基阵对称布局的方法.以7个麦克风构成上下对称的两个正四棱锥基阵,分别对距离、俯仰角和方位角公式进行了推导,搭建物理模型对定距、定向误差进行仿真分析,并对双基阵俯仰角的误差进行分析和数据融合.研究表明所提出的基阵模型对枪声定位系统的定向性能改善较为明显,可应用于固定监测点或低速车载系统,能够实现对近距离目标的定位和远距离目标的精确定向.     

一种新的被动融合定位方法

提出了一种通过综合多部声呐信息实现被动高精度定位的新算法．该算法通过使用高精度DOA估计结果。并对多阵三角定位后形成的初估值空间区域进行峰值搜索，提高了被动定位的精度．仿真试验表明：算法定位迅速。且精度较常规方法有了较大提高，适用于对较近距离的目标进行精确定位。     

二次误差修正的DV-Hop优化定位算法

介绍了无线传感器网络中DV-Hop定位算法的原理,分析了其误差产生的主要原因.针对传统DV-Hop算法在定位过程中求出的平均每跳距离值误差较大以及最终定位结果精确度不高的问题,提出了一种改进型DV-Hop定位算法.在改进算法中,信标节点通过计算一次误差修正了平均每跳距离值,通过计算二次误差修正了信标节点定位误差区域,从而使最终计算出的节点坐标更接近于真实值.仿真结果表明,改进算法在无需额外增加硬件开销的前提下,可以有效地提高定位精度.     

四元十字麦克风阵声源定位算法研究

为对声源进行精确定位,该文设计一种基于广义互相关法时延估计的四元十字麦克风阵的声源定位算法。推导目标声源的方位角、俯仰角以及距离的计算公式,搭建实验和仿真平台,将该算法运用于平面声源定位中进行验证。采用LabVIEW软件进行算法的三维空间仿真实验,通过对各麦克风采集信号进行相关分析和处理,实现声源的定位,测试该系统在实际应用中的性能。二维平面定位实验结果声源距离的误差范围在0.01～0.02 m之间,距离偏差百分比误差范围在5.5%之内,仿真结果坐标与实际声源坐标的结果误差范围在10%～15%,该系统的坐标偏差误差在7%之内,距离偏差百分比误差范围在4%之内。搭建实验平台进行三维空间定位测试,实验结论表明,距离偏差百分比低于9%,表明该系统对声源定位速度较快,误差在合理范围内,精度理想,能够比较准确地对声源进行定位。     

基于方位-距离量测的舰艇搜潜定位算法研究

结合舰艇拖曳线列阵声纳实际搜潜装备,利用舰载声纳测得的潜艇目标方位和距离信息,建立了基于目标方位-距离量测的舰艇对潜艇目标定位的数学模型,并对定位误差进行了分析,在该模型基础上,仿真研究了潜艇与舰艇之间的初始距离、舰艇测得潜艇目标初始方位角、潜艇航向等因素对定位性能的影响,给出了仿真结果并进行了分析,仿真结果表明：不同的目标运动态势,对声纳探测定位性能影响很大,因此,根据目标运动态势合理选择声纳的位置和探测方位在一定程度上可提高声纳的探测定位性能.     

基于BP神经网络的四元声定位的距离估计研究

介绍了基于四节点的声目标定位算法及定位方程,对该算法的精度进行了分析。进行了基于BP神经网络的目标距离估计仿真并取得了较好的结果,成功地解决了复杂非线性距离测定问题。     

远距离声源被动定位新方法研究

声源被动定位的重要问题在于如何提高定位精度、定位速度和扩大定位范围.本文基于射线声学模型,利用声线最短传播时间在基元之间的时间延迟和多途时间延迟,提出了最短传播时间延迟定位、细分声场二次定位和多途时延定位及其他们之间相互结合的定位方法,使得定位精度得到明显提高,定位距离突破传统的匹配定位范围,实现了较高精度的远距离声源定位.理论研究的结果表明,该方法有效地降低了计算量,定位距离达到60 k m,定位距离误差小于3%.     

未知声速分布下的一种水下目标GPS定位修正算法

由于海洋中声速分布不均匀,要实现水下目标GPS的精确定位,必须进行误差修正。阐述了采用应答器工作模式的水下目标GPS系统定位原理,在水下目标GPS系统定位过程中,分析了一种基于欧氏几何原理的修正算法在声速分布未知时的定位修正效果和局限性,研究了算法出现盲区的原因,并据此对该算法进行了改进。仿真计算结果表明改进后的算法可有效减小声速分布未知时声速估计不准确造成的定位误差,提高了水下目标GPS的定位精度。     

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。     

Marginal-restraint mandrel-free spinning process for thin-walled ellipsoidal heads

Metal sheet spinning is an advanced near-net forming technology for the manufacture of thin-walled ellipsoidal heads. The exact control of dimensional accuracy, however, is a considerable problem for spinning thinwalled parts with large diameter-to-thickness ratios. In this work, a marginal-restraint mandrel-free spinning process with two passes is proposed for the fabrication of thinwalled ellipsoidal heads without wrinkling. A finite element model is established and verified to study the influences of spinning parameters on the dimensional precision of thin-walled ellipsoidal heads. It is found that the spinning parameters considerably influence the deviations of wall thickness and contour characteristics. A small forming angle or small roller fillet radius during the first pass spinning, as well as the small angle between passes or high feed ratio during the second pass spinning, can improve the wall thickness precision. Meanwhile, as the forming angle or feed ratio is increased during the first pass spinning, the contour precision initially increases and then decreases. During the second pass spinning, the contour precision can be improved at a small angle between passes, whereas it deteriorates at a larger roller installation angle. The optimized spinning parameters are obtained and verified by experiments.The full text can be downloaded at https://link.springer.com/article/10.1007/s40436-020-00296-0     

未知环境中基于视觉的增量式拓扑建模及导航

针对未知环境提出并实现了一个新的基于摄像机视觉的增量式拓扑建模及导航系统.该系统包括自然路标提取、建模与定位、地图及路标库管理、规划4个主要部分.采用局部显著图像区域构造自然路标,并利用隐马尔科夫模型(HMM)建模当前场景中所获得路标间的关系,构造拓扑顶点.为提高定位精度,设计了最大后验概率(MAP)的学习策略.设计了基于竞争学习的路标管理机制,采用简单的最短路径算法在拓扑图上进行路径规划.该系统支持在线增量式建模,利用局部图像特征及其关系表示环境,定位算法简洁有效,辅以路标管理使之能够适应大规模环境导航任务.实验结果表明该系统路标提取稳定、位置识别率高、定位精确,能够保证机器人在未知环境中的安全导航.     

基于视觉显著图的车牌定位算法

本文基于视觉显著图提出了一种新的车牌定位算法.首先利用自底向上的视觉注意模型对输入的彩色图片分别提取出强度、车牌颜色、车牌边框方向三类特征图;然后将特征图整合成视觉显著图,并对视觉显著图进行二值化,得到车牌的候选区域;最后结合输入图片水平方向上的边缘信息,以及车牌的长宽比例、跳变次数等特征,准确提取车牌区域.实验证明,此算法能大量地减少背景环境对定位所带来的伪车牌个数,有很强的环境适应性和抗噪能力,具有较高的定位率.     

聚焦波束形成声图法误差分析

聚集波束形成声图测量方法可以实现近场目标的被动定位．利用该方法接收数据或进行数据处理的过程中必定会有各种误差产生,本文从聚焦峰尺度、阵元偏差、波长等方面对聚焦波束形成声图测量方法的影响进行了分析,经仿真研究与实验数据分析可以得出聚焦波束形成声图法受距离与波长的影响较大,但对于阵元的位置要求不高,利用该方法可以实现近程目标的高精度定位。     

股骨颈空心钉手术机器人定位算法误差分析

针对股骨颈骨折空心钉手术中的空间定位问题,提出了一种基于射影变换的双平面空间定位算法,并为其建立了数学模型;在此基础上,采用蒙特卡罗法对定位算法的精度进行了理论推导,并用Matlab对系统精度进行了仿真,对仿真结果进行了分析,得到了系统精度;分组比较了定位算法中各输入量对算法精度的影响程度,并对误差分布规律进行仿真,得到误差分布规律.仿真发现当目标点处于两参考坐标系平面之内,且标记点靠近X光发射源时精度较高,本文依据上述分析结果从标尺结构、图像采集和物理量的优化等方面提出定位算法修改建议.     

一种高精度的荧光单分子纳米级定位算法

荧光成像系统的技术指标、采集的荧光图像信噪比和单分子定位算法是影响单分子定位精度的3大因素.在介绍单分子定位的基本极限精度和理论计算精度的基础上,提出了一种被称为图像去噪高斯掩膜算法的单分子定位算法.依据实验用单分子成像系统的具体配置,通过计算机仿真表明,该算法良好的去噪处理和高斯加权质心运算方式,不仅能实现纳米级的定位精度,而且能突破一般理论计算精度的限制,接近基本极限精度,特别是在背景噪声较大的情况下,其优势更加明显.这对单分子的精确定位和跟踪、扩散方式分析、转移速率计算等具有重要的意义.     

双基阵被动定位位置估计算法研究

根据双基阵被动定位的特点，分别论述了仅利用方位测量信息的交叉测向法定位原理和利用方位及时延差测量信息的测向测时差法定位原理，并在相同的仿真条件下，对两种方法的定位性能进行了比较。介绍了可提高被动定位精度的数据预处理和最小二乘拟合方法。通过蒙特卡洛仿真分析比较了基阵位置、基阵间距及各种测量参数改变对定位性能的影响。仿真结果表明，基于纯方位测量信息和方位—时延差测量信息的双基阵被动定位方法，避免了观测平台的机动，具有较好的可观测性，经过必要的改进，可用于对海上机动目标的无源定位。     

多站三角定位中样本均值的性能分析

为了明确传感器配置形式及传感器数量对定位精度的影响,在全局坐标系下对多站三角定位中样本均值的定位性能进行了分析.首先根据一致性的定义研究了交点间的相关性及切比雪夫条件,进而指出多站三角定位中的样本均值是一种非一致性估计;然后结合传感器配置形式对定位精度的影响,分析了样本均值近似具有一致性的条件;最后讨论了一致性与多站定...