基于（W，Z）参数描述的刚体航天器姿态运动

介绍了刚体航天器姿态运动的（W,Z）参数描述方法和以（W,Z）参数表示的姿态运动学方程,给出了（W,Z）参数描述的方向余弦矩阵。推导出（W,Z）参数与欧拉角、四元数、罗得里格斯参数常用姿态坐标之间转换关系,比较表明,（W,Z）参数描述刚体具有简洁,直观的优点。     

6-SPS型并联机构的混合坐标动力学建模

研究6-SPS型并联机构的动力学建模方法,提出了一种新颖的混合坐标动力学建模方法,根据6-SPS型并联机构特点,以四元数和笛卡尔坐标来定义6根支杆和动平台的方位及位置坐标,然后运用第一类拉格朗日方程建模方法建立了6-SPS型并联机构动力学模型,所建立的动力学模型形式简洁,体现了并联机构各向同性的特点,而且又发挥了四元数在数值计算上的优越性,因此具有适合计算机大规模编程计算的优点.     

一种基于刚体飞行运动的姿态仿真研究

该文旨在通过计算机仿真来精确描述一种飞行刚体在给定条件下的运动姿态。在讨论描述飞行刚体姿态的基本理论之后,对比了以欧拉法和四元数法进行计算的各自优缺点,然后结合实际的姿态角量值变化情况采用四元数的方法构造出Simulink模型,并在仿真过程中进行参数调整以进一步优化模型。根据这个模型,给定一组初始值,通过仿真计算即可得出三个欧拉角的曲线图。结果证明,该模型具有比较良好的仿真效果,比原有的一些同类仿真方法具有更好的符合度。     

基于UKF的编队卫星的相对姿态确定算法

针对编队卫星相对姿态确定问题,采用一种改进的无迹卡尔曼滤波UKF进行了系统滤波器设计,根据UKF滤波器的性质,推导出了适用于编队卫星相对姿态确定的UKF滤波算法.较之传统的EKF滤波器,UKF不仅提高了滤波精度,简化了计算过程,减少了计算量,而且更易于实现.应用四元数法描述卫星姿态,避免了欧拉角法的奇异性问题.仿真结果表明,UKF滤波器收敛速度大大高于EKF滤波器.而状态估计精度与EKF相当,方差估计优于EKF,且数值稳定性好.     

四元数在计算机辅助手术空间配准中的研究

随着医学和计算机科学的迅速发展,计算机辅助外科手术技术已成为现代科学研究的热点.医学图像和实际空间的配准是一个重要的研究方向,它能够帮助医生选择最佳手术路径和减小手术损伤,实现手术的方便快捷和微创,提高手术成功率.主要研究了计算机辅助肝脏手术中最关键的技术一空间配准.通过获取实验模型的三维空间坐标和四元数信息,使用基于四元数矩阵的分解算法进行点集配准,找到最优旋转矩阵和最优平移向量.     

坐标变换方法及在卷弧翼弹弹道仿真中的应用

方向余弦阵、欧拉角法和四元数法是将导弹运动的矢量式变换到标量形式的导弹运动方程组常用的方法,文中分别通过绕质心运动的方程组和欧拉角定义的几何图形分析了欧拉角出现奇异的情形.分别按231转动和按321转动的次序采用欧拉角法和四元数法建立导弹运动方程组,并经仿真计算,得出欧拉角和四元数在不出现奇异的情况下,所得的结果比较接近的结论,以及导弹的轴向高速旋转有助于保持法向和横向稳定性的结论.     

基于EMD分解的四元数域无监督纹理分割

提出了一种基于EMD分解的四元数域无监督纹理分割方法。首先采用二维可分离EMD分解提高各图像成份的四元数Fourier频域特征的分离度，再使用四元数Gabor滤波器组进行解析特征提取，最后利用新的模糊c均值聚类评价函数实现无监督的纹理分割。实验结果验证了该方法的有效性。     

Improved bi-dimensional EMD and Hilbert spectrum for the analysis of textures

An improved bi-dimensional empirical mode decomposition (IBEMD) is proposed. Structure of image extremas represents the important feature of images, and is useful for the information extraction and analysis. The image extrema are classified into the five different sets, which are called as the structural extrema. The structural extrema are used instead of the classical extrema, and the BEMD (bi-dimensional empirical mode decomposition) algorithms based on the structural extrema are more accurate through interpolating the up and down envelopes. Specially, the IBEMD has the least NMSE (normalised mean square error) and the biggest SNR (signal-to-noise ratio) for the mode decomposition, and greatly improves the robustness of the BEMD. Moreover, quaternion Hilbert transform based space-spatial-frequency tool is improved, and applied to the texture analysis. The experiments of texture analysis show that the new approach is efficient for the application in texture analysis.     

基于Snake模型和四元数描述的彩色图像边缘提取方法

边缘提取在彩色图像处理过程中有着重要的作用,它会影响到后续对图像的分割、特征提取和识别等环节。活动轮廓模型（称Snake模型）大量应用于各种医学图像的分割。近年来,活动轮廓模型得到了不断的改进和发展,并在计算机视觉等诸多领域得到了广泛的应用。本文针对彩色图像边缘提取的实际需求,简要介绍了活动轮廓的原理及数学模型,并针对传统模型处理速度慢,运算量较大,对凹陷轮廓位置处理效果差等缺点,结合彩色图像的四元数描述方法,提出改进算法,利用改进的四元数描述方法所得到的边缘检测初始轮廓,并结合使用改进的GVF产生的外力场,对于图像中凹陷轮廓位置保证正确收敛,且提高了运算速度。实验证明,算法是可行有效的。     

基于四元数描述的彩色图象边缘检测器

为了对彩色图象进行有效的边缘检测 ,提出了一种彩色图象边缘检测的新方法 ,该方法先是采用基于四元数的滤波器来确定当前像点是否在同质区域边缘 ,进而检测出边缘像点 .实验表明 ,该方法对合成及自然彩色图象均有较好效果 ,能够方便快捷地得到图象的边缘 .