一种无线传感器网络节点操作系统设计

无线传感器网络节点操作系统是无线传感器网络的控制核心,与传统的嵌入式操作系统相比有着很大的不同。阐述了无线传感器网络的特点及其对操作系统的要求,介绍了操作系统SOS,并与当前最流行的操作系统之一TinyOS做了对比分析;并在本实验室设计的用于研究月球车等移动目标定位导航的无线传感器网络节点上设计了基于SOS内核的操作系统。     

电荷泵中电流失配的讨论

电荷泵锁相环在电子通讯技术中的应用非常广泛,本文分析了电荷泵的工作原理以及它对锁相环性能的影响,讨论了电荷泵中的电流失配现象,给出了从晶体管尺寸和电路结构两方面减小电流失配的方法。     

两级故障检测在SINS-Galileo-北斗组合中的应用研究

针对联邦滤波器子系统同时存在硬故障和软故障问题,提出一种适用于联邦滤波结构的两级故障检测方法。首先,构造联邦结构残差2χ检验法对系统硬故障进行检测,再用第k-m步未发生故障时的全局最优估计信息构造滑动残差检验函数,对未检测出的软故障进行时间积累,进而检测软故障,同时,联邦滤波信息分配系数根据软故障检测函数进行自适应调节。通过SINS-Galileo-北斗组合导航系统仿真对比分析了基于局部滤波残差2χ检验法和本文提出的故障检测方法,结果表明:该故障检测方法对系统硬故障和软故障具有较高的故障检测灵敏度,能够提高组合导航系统的可靠性。     

基于FPGA硬件实现的谐波检测方法

针对现有系统对谐波检测实时性差和精度低的问题,介绍一种基于傅立叶变换和FPGA硬件实现的谐波检测方法.分析了谐波检测中影响测量精度的关键因素,采用数字锁相环来同步被测信号,以减小由非同步采样所产生的误差.基-4FFT 处理器的硬件设计采用全并行的乘法运算单元结构和并行的存储分配方法,最大限度地提高谐波检测的速度.数字锁相环和基-4 FFT 算法用VHDL语言设计实现,并用MAX plus Ⅱ软件进行仿真,仿真结果表明,所设计的数字锁相环可以很好地跟踪被测信号,在180ms时,误差仅为0.01Hz,很好地消除了非同步采样所引起的测量误差;采用所设计的基-4FFT运算器对给定的谐波数据进行运算,得到的谐波幅值和相位误差小于0.05%,运算时间仅为8μs.     

伪卫星在北斗导航系统中的布局研究

目前我国的北斗导航定位系统只能实现二维有源定位,这就大大限制了北斗导航系统的应用;采用伪卫星不但可以辅助增强北斗定位系统实现三维无源定位,提高定位精度,而且也可以单独组网并在区域范围内代替卫星导航系统进行独立定位;由于卫星定位系统的精度与卫星数目以及几何布局有着很大的关系,应用拉格朗日法,通过数学推导和仿真分析,研究了伪卫星数目以及布局对系统定位精度的影响,得出了伪卫星布局的相应结论。     

An optimized modular neural network controller based on environment classification and selective sensor usage for mobile robot reactive navigation

A new approach to the design of a neural network (NN) based navigator is proposed in which the mobile robot travels to a pre-defined goal position safely and efficiently without any prior map of the environment. This navigator can be optimized for any user-defined objective function through the use of an evolutionary algorithm. The motivation of this research is to develop an efficient methodology for general goal-directed navigation in generic indoor environments as opposed to learning specialized primitive behaviors in a limited environment. To this end, a modular NN has been employed to achieve the necessary generalization capability across a variety of indoor environments. Herein, each NN module takes charge of navigating in a specialized local environment, which is the result of decomposing the whole path into a sequence of local paths through clustering of all the possible environments. We verify the efficacy of the proposed algorithm over a variety of both simulated and real unstructured indoor environments using our autonomous mobile robot platform.     

改进的CKF算法及其在BDS/INS中的应用

针对标准容积卡尔曼滤波(CKF)在组合导航系统模型不确定情况下滤波精度下降甚至发散的问题,将奇异值分解(SVD)与CKF算法相结合,并引入强跟踪滤波(STF)理论,提出一种改进的强跟踪SVD-CKF算法.为提高数值计算的稳定性,采用SVD代替标准CKF中的Cholesky分解;引入STF理论框架,通过渐消因子对预测误差协方差阵进行在线修正,在系统模型不确定或系统发生大的突变时,能够提高系统的强鲁棒性.通过仿真结果验证了改进算法的有效性.     

基于集成光电探测器的仿生偏振光导航传感器

根据沙漠蚂蚁(Cataglyphis)导航机制设计了一个体积小、集成度高的偏振光导航传感器.传感器采用一个具有多方向偏振检测功能的集成光电探测器采集光信号,减小分立元件带来的安装误差.设计了以MSP430为核心的硬件电路来对电信号进行控制处理,采用分段导航算法计算导航角,提高传感器分辨率;设计了实时信息显示界面,便于实时对传感器进行监测.在室内对传感器进行了性能测试,对实验数据进行处理后得到的导航精度在±0.1°以内.实验证明:该传感器精度较高且性能稳定,有着良好的发展应用前景.     

网络化手势运动跟踪系统设计

设计了一种基于微机电惯性传感器的数据手套.根据惯性导航和刚体动力学原理,构建了基于微型传感器的体感网络,并通过多传感器数据的融合解算以获取运动姿态信息,实现对手指各关节运动数据的捕获.结合计算机图形技术构建三维虚拟手捕获系统进行性能对比评估,实验结果表明:所设计的系统具有良好的稳定性和适应性,能够对手运动信息进行实时有效地捕获.     

天然气集输管道监测系统的研究与应用

提出利用声纳技术,研制天然气集输管道监测系统.首先对声纳技术进行了简要的介绍,接着对以声纳技术为基础的天然气集输管道监测系统的原理、结构组成、功能及现场安装进行了详细论述.最后指出该系统在安装和使用过程中需要注意的问题.