机器人听觉声源定位研究综述

声源定位技术定位出外界声源相对于机器人的方向和位置,机器人听觉声源定位系统可以极大地提高机器人与外界交互的能力.总结和分析面向机器人听觉的声源定位技术对智能机器人技术的发展有着重要的意义.首先总结了面向机器人听觉的声源定位系统的特点,综述了机器人听觉声源定位的关键技术,包括到达时间差、可控波束形成、高分辨率谱估计、双耳听觉、主动听觉和视听融合技术.其次对麦克风阵列模型进行了分类,比较了基于三维麦克风阵列、二维麦克风阵列和双耳的7个典型系统的性能.最后总结了机器人听觉声源定位系统的应用,并分析了存在的问题和未来的发展趋势.     

基于三角划分的复杂3D山体表面定位算法

在复杂环境下, 网络呈现出三维分布、链路非确定、应用场景异构、部署区域非结构化等新特点, 传统的定位技术已无法适用。不规则的网络形状很可能导致不准确的传感器节点定位结果, 从而导致定位误差较大。提出一种基于三角划分和MDS的3D节点定位算法。首先, 基于三角划分的方法将不规则的3D网络模型分解为若干个较规则的三角区域; 其次, 在每一个三角区域上采用改进的MDS算法对节点进行定位, 从而建立起局部相对位置地图; 最后, 合并三角子区域, 建立起整个网络全局的位置地图。实验结果表明, 该算法有效地提高了定位精度, 具有一定的实用意义。     

三维立体空间定位算法的研究与实现

基于无线传感器网络的三维立体空间定位,采用基于RSSI接收信号强度的测距技术,结合参考节点的坐标,从平面定位推广至三维立体空间定位,通过CC2431无线传感器网络平台,在Zig Bee 2006协议的基础上,实现了三维立体空间的定位。经实验测试定为误差可以控制在0.5 m以内,精度高,稳定性好。     

基于TFDA的有限空间多目标声定位方法

针对有限空间中多途干扰导致多目标声定位方法性能下降的问题,在分析了主动定位和被动定位模型适用性的基础上,提出将基于短时傅里叶变换（STFT）的单频信号强度提取与二次相关结合的方法应用于声发射信号声达时频差（TFDA）的测定,并采用多个全指向电容式麦克风进行声定位实验。首先,对麦克风接收到的声信号进行放大预处理;其次,利用接收到的锚节点扬声器定时循环发射的声信号计算声达时频差;最后,各目标利用混合求解的方法进行自主定位。实验表明该方法能够有效实现有限空间多目标定位,定位均方根误差达到5cm,相对精度达到3%。     

基于接收信号强度指示加权融合的质心定位算法

针对当前无线传感器网络质心定位算法在参考节点分布不均匀时定位误差较大,提出了一种基于RSSI加权融合的质心定位算法.通过将离未知节点距离由近到远的每三个参考节点组成三角形定位单元,运用传统质心算法产生质心,这样确保了质心的有效性.分析了影响定位精度的因素,通过加权因子来体现不同参考节点对质心坐标决定权的大小,并确定了各因素的权值.最后进行加权融合处理,使得整个定位精度得到了很大的提高.仿真结果表明,所提算法较之前的加权质心算法定位精度有了明显提高,最高可达38.41％.     

基于数字水印的图像认证技术

伴随着数字水印技术的发展，用来解决数字图像的真实性问题的图像认证技术在近年来发展迅速．它主要包括两大部分：篡改检测与篡改定位．有两种技术手段可供它使用：数字签名和数字水印．该文详细讨论了在设计基于数字水印的图像认证算法时常见的若干关键问题，阐述了基于数字水印的精确认证和模糊认证算法各自的发展过程及其国内外现状，并指出了将来继续努力的方向．     

基于PSO-GSA优化的井下加权质心人员定位算法

针对煤矿复杂环境中,接收信号强度指示的人员定位精度较低,难以动态跟踪参数变化的问题,提出一种利用改进的引力搜索算法应用于加权质心定位中进行井下人员定位的方法。先采用对数距离路径损耗模型得到信标节点到未知节点的距离,然后通过加权质心定位算法对未知节点定位;最后利用粒子群万有引力混合算法对相关参数和估计的位置信息进行优化。实验结果表明,该方法能够增强对环境变化的自适应能力,更有效地提高定位精度。     

局部化的广义特征值最接近支持向量机

基于广义特征值的最接近支持向量机(Proximal Support Vector Machine via Generalized Eigenvalues,GEPSVM)是一种新的具有与SVM性能相当的两分类方法,通过求解广义特征值来获得两个彼此不平行的拟合两类样本的超平面.其决策是将测试样本归为距其最近的超平面所在的类.然而,该规则在某些情形会导致较差的分类结果.对此,在GEPSVM基础上,通过在类拟合超平面上寻找一个包含了所有训练样本投影的局部凸区域,来决定样本的类别.该局部方法不仅具有较GEPSVM更优的分类性能,同时还衍生出了求解超平面上凸壳的简单且易于核化的新算法.最后在人工和UCI数据集上获得了验证.     

基于测距修正和位置校正的RSSI定位算法

在基于接收信号强度指示(RSSI)的无线传感器网络节点定位问题中,为了提高节点的定位精度,通过对无线电传播路径损耗模型的分析,提出了基于RSSI测距的改进距离估计公式。针对已有节点校正方法存在的不足,提出了将一次循环校正后所有校正坐标的质心作为新的节点位置的校正方法。实验结果表明,改进的距离估计公式有效地提高了节点间的距离精度,并在适当增加节点计算量前提下,节点位置校正使节点的定位精度更高,达到良好的定位效果。     

音视频信息融合的说话人跟踪算法研究

针对单独的音频和视频信息跟踪的缺陷,提出了一种音视频信息融合的粒子滤波跟踪算法。采用闭环跟踪框架,分为底层跟踪、融合、重要性粒子滤波、跟踪输出和反馈五个环节。底层跟踪环节利用说话人脸部肤色信息进行均值漂移跟踪的同时,利用说话人声音信号到达麦克风阵列的时间延迟进行跟踪定位;融合环节对这两者得到的跟踪信息进行整合,得出基于音视频信息融合的重要性函数和融合似然模型;滤波环节利用重要性粒子滤波算法对融合的数据进行滤波处理;跟踪环节根据滤波结果对说话人进行跟踪;反馈环节将跟踪结果动态反馈给人脸肤色跟踪和声源定位跟踪模块。流程化的闭环处理过程保证了算法的实时性。最后,采用AMI会议语料库对该算法进行测试,结果表明该算法平均误跟率仅为9.32%,比使用单一音频或视频信息的跟踪算法稳定性好、准确性高。