检索结果-内蒙古大学图书馆

作者：萧信杰汕头大学

学位级别：硕士

无人自主式水下航行器作为人类开发海洋资源的重要手段之一，一直得到广泛的关注和研究。其中，水下航行控制系统是水下航行器自主航行和成功完成规划任务的重要设备。而航行控制系统中的传感器精度是影响其完成水下规划任务重要因素，... 详细信息

无人自主式水下航行器作为人类开发海洋资源的重要手段之一，一直得到广泛的关注和研究。其中，水下航行控制系统是水下航行器自主航行和成功完成规划任务的重要设备。而航行控制系统中的传感器精度是影响其完成水下规划任务重要因素，但高精度的传感器价格成本较高，产生的经济效益较低。为此，本文利用九轴陀螺仪传感器，引入扩展型卡尔曼滤波方法，提出研发基于陀螺仪的融合滤波方法的航行控制系统，文章的主要工作内容如下:　　(1)探究国内外水下航行器的航行控制系统发展现状，并分析水下航行控制系统的基本组成。针对水下航行控制系统中的价格成本与数据滤波两大问题,提出本文的主要研究内容与创新点。　　(2)针对水下航行控制系统中的价格成本较高问题，利用九轴陀螺仪作为航向控制系统的硬件基础。因为九轴陀螺仪输出的实时数据是非线性的，所以确定模糊PID算法作为航向控制系统的核心控制算法。首先详细分析模糊PID算法的数学原理，再模拟仿真基于模糊PID算法的航向控制系统，最后将模糊PID算法应用于水下航行器样机中。为设计基于陀螺仪的航向控制系统提供了借鉴思路。　　(3)针对水下航行控制系统实际运行时，传感器精度容易受外界环境影响而降低，因此需要在软件层面进行数据滤波。利用梯形积分算法和扩展型卡尔曼滤波算法，从加速度二次积分得出位移的基础数学原理出发，并结合北斗卫星模块的定位校正功能，综合运用组成了基于陀螺仪的融合滤波算法航位推算系统。　　(4)验证航行控制系统中的子系统，需要搭建水下航行器电气控制系统平台。同时整体电气控制系统需保证稳定可靠，因此以VxWorks嵌入式操作系统作为核心的中央控制单元为硬件基础，构建水下航行器的控制系统软件架构。同时阐述分析由能源转换与分配层、传感器数据传输与控制层以及动作执行机构应用层构成的水下航行器电气控制系统。

关键词：水下航行器航向控制系统陀螺仪融合滤波算法航位推算

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一种基于组合导航系统的新融合滤波算法

引用

飞行器测控学报 2003年第2期22卷 58-62页

作者：白宇骏徐晓苏刘国燕东南大学仪器科学与工程系·南京·210096

本文设计了一种可用于地面用户的低成本组合导航系统,提出了基于该系统的新信息融合方法,即模糊卡尔曼滤波算法和地图匹配技术联合起来.仿真结果表明模糊卡尔曼滤波算法相当于一数据平滑处理窗口,具有比常规卡尔曼滤波算法更高的精度.

关键词：组合导航系统融合滤波算法地图匹配模糊卡尔曼滤波

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基于数字散斑相关方法的人体脉搏信号提取方法研究

基于数字散斑相关方法的人体脉搏信号提取方法研究

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作者：胡逸君杭州电子科技大学

学位级别：硕士

脉搏作为人体重要的生理健康指标,在心血管疾病诊断以及其他的医疗过程中发挥着重要的作用,现阶段通常使用接触式的设备对脉搏波进行精确测量。数字散斑相关方法作为一种新型的非接触式光学检测手段,因其操作简单、测量精准的特点已被... 详细信息

脉搏作为人体重要的生理健康指标,在心血管疾病诊断以及其他的医疗过程中发挥着重要的作用,现阶段通常使用接触式的设备对脉搏波进行精确测量。数字散斑相关方法作为一种新型的非接触式光学检测手段,因其操作简单、测量精准的特点已被广泛应用于工业测量、生物医学等领域。其通过记录运动物体变形前后的数字散斑图像,根据散斑图像灰度特征的相关性,计算物体表面位移和估计全场应变。本文将数字散斑相关方法应用于人体脉搏检测领域,实现了对人体脉搏的无接触、无侵害式检测,特别适用于大面积皮肤烧伤或因其他疾病不能进行直接接触测量的患者,将极大地增加医院的诊疗手段并提升患者的就医体验。本文的主要研究内容围绕基于数字散斑相关方法的人体脉搏检测实现和数字散斑相关方法的性能提升两方面问题展开,具体内容如下:首先,本文阐述了数字散斑相关方法的研究意义、理论与应用研究现状、脉搏波的特点与噪声来源。关于数字散斑相关方法,对其基本原理及相关理论进行了广泛研究,包括用于实验分析的散斑图像制备、图像采集系统组成、形函数与相关函数的选取和位移搜索算法等。针对整像素位移搜索算法中常见的局部极值问题,提出了一种基于相关函数阈值的改进粗细搜索算法以保证位移搜索的准确度为100%,且仍然保持较高的搜索速度。然后,为了提升数字散斑相关方法测量过程中子集相关匹配的可靠性、亚像素位移搜索算法的精度和位移搜索的效率,本文基于子集强度梯度平方和(SSSIG)和相关搜索的时间限制给出了子集尺寸设定规则。另外对最优散斑半径进行研究,实验结果表明对于不同的子集尺寸,存在一个最优散斑半径使得总测量误差最小。当散斑尺寸不是最优散斑半径时,可以调整子集尺寸使当前图像的散斑尺寸符合最佳散斑半径,从而使测量误差达到最优水平,这也为子集尺寸的设定提供了思路。最后,通过扬声器振动检测和电机振动检测实验验证了本文所改进数字散斑相关方法的稳定性以及所搭建实验装置的可行性,并实现了对人体脉搏信号的测量。针对散斑图像采集过程中成像系统受到多种噪声干扰的问题,为了更好地识别脉搏波,提出了一种集合经验模态分解(EEMD)-小波重构融合滤波算法来综合滤除脉搏信号中的工频干扰、基线漂移和运动伪影,还编写了一款关于数字散斑相关方法的用户界面程序,集成众多功能方便使用。

关键词：人体脉搏波数字散斑相关方法位移搜索算法子集尺寸选择融合滤波算法

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基于交点多维特征的RFID被动式定位与跟踪技术研究

基于交点多维特征的RFID被动式定位与跟踪技术研究

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作者：付浩洋天津大学

学位级别：硕士

随着智能世界的迅速发展,获取目标位置信息的需求更加迫切,基于位置的服务(Location-Based Services,LBSs)已经成为智能世界实现的关键技术,近年来备受关注。被动式定位(Device-Free Localization,DFL)可以在目标不携带任何无线电设备... 详细信息

随着智能世界的迅速发展,获取目标位置信息的需求更加迫切,基于位置的服务(Location-Based Services,LBSs)已经成为智能世界实现的关键技术,近年来备受关注。被动式定位(Device-Free Localization,DFL)可以在目标不携带任何无线电设备的情况下对目标进行定位,在室内定位领域具有广阔的应用前景。射频识别(Radio Frequency Identification,RFID)作为物联网实现的关键技术,已广泛应用于物体识别和跟踪。基于RFID的射频层析成像(Radio Tomography Imaging,RTI)方法因为低廉的成本、优异的实时性和易于部署等优点成为了定位研究领域的热点。然而,在复杂的室内环境中,受非视距传播和噪声效应等因素的影响,接收信号强度(Received Signal Strength,RSS)会发生不可预测的变化,RTI成像结果中会产生伪目标从而导致定位精度显著下降。因此,在室内环境下,如何有效地识别目标的位置仍然是一个具有挑战性的问题。此外,目标移动产生的被动式跟踪问题也是本文的研究重点。本文针对多目标被动式定位精度下降的问题,提出了一种加权交点多维特征(Weighted Intersection Multidimensional Feature,WMIF-RTI)被动式定位方法。通过引入目标影响区域提取有效链路交点,并分析多维特征信息来确定真实目标可能存在的区域。目标的位置估计是通过给区域内的每个交点分配适当的权重来实现的。实验结果表明,该方法在保持较低计算复杂度的同时,在不同的室内场景下都能实现较高的定位精度。两个目标定位误差小于1m的概率为65%,三个目标的定位误差小于1m的概率为46%。针对定位方法在目标运动过程中无法实时跟踪的问题,本文在定位算法的基础上,提出了一种融合滤波跟踪算法。通过分析目标动态模型,建立了RSS测量和人体运动的状态转移方程。利用图像追踪方法实时跟踪图像像素,保证了观测值的准确性。利用卡尔曼滤波方法跟踪目标运动状态,实现了目标位置的实时校准,最终达到了动态目标被动式跟踪的目的。大量实验表明,本文提出的融合滤波算法可以有效跟踪动态目标,获取目标精确运动轨迹。在复杂仓库场景下,目标以10cm/s运动时平均跟踪误差可以达到0.3123m,中值误差为0.3247m。

关键词：被动式定位 RFID 射频层析成像交点多维特征分析融合滤波算法被动式跟踪

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基于异构数据深度融合的目标精确跟踪方法研究

基于异构数据深度融合的目标精确跟踪方法研究

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作者：常雄威西安电子科技大学

学位级别：硕士

目标监控是城市智慧安防中的重要组成部分,其感知精度也决定着智慧安防的深度应用,而毫米波雷达的创新性引入,为目标精确感知任务提供了新的解决思路。但是,由于生产成本和物理瓶颈的限制,使得毫米波雷达存在设备性能缺陷。为了弥补该缺... 详细信息

目标监控是城市智慧安防中的重要组成部分,其感知精度也决定着智慧安防的深度应用,而毫米波雷达的创新性引入,为目标精确感知任务提供了新的解决思路。但是,由于生产成本和物理瓶颈的限制,使得毫米波雷达存在设备性能缺陷。为了弥补该缺陷,主流解决方案是采用多传感器融合策略以提升感知准确度。然而,传统的多传感器融合方法只对融合数据进行简单组合,没有充分解决深度和横向范围内的跟踪精度问题。因此,本文围绕室内移动目标感知场景,聚焦于异构数据融合不充分的问题,提出了基于毫米波雷达和摄像头的深度融合滤波算法(fusion-EKF),实现了异构数据的深度融合和交叉验证,达到了目标精确定位的效果。在此之上,为了加快感知系统处理速度,设计了雷达数据预处理模型以提高感知数据质量,从而满足感知系统的实时性要求。针对由于毫米波雷达硬件固有缺陷引起的角度分辨率差、交叉分辨率低的感知精度问题,提出了基于异构数据的深度融合算法。利用了摄像头设备优势对毫米波雷达数据进行修正以提高毫米波雷达的分辨率和目标识别能力,完成了异构数据的深度融合和交叉验证。实验表明,所提出的融合算法可以达到0.29m的距离精度和0.013rad的角度精度,在目标感知精度方面较传统融合算法提高了15%。针对目标感知系统对实时性的要求,实现目标轨迹的流畅绘制。本文结合实际应用场景,提出了雷达数据预处理模型,定义了雷达原始探测数据中的无效数据并完成滤除,降低了无效信号对系统计算资源的占用,提高了系统的实时性。实验表明,所提出的预处理模型可以在不影响目标检测精度的基础上,减少30%的雷达数据量。基于所研究的算法与方案,依托微物联共享平台设计并实现了楼宇可视化系统,通过接入感知设备并对其进行时空标定,完成对本文所提出融合模型的搭建。在多个室内人员检测场景的性能测试中验证了系统的实时性和目标定位追踪的准确性。所提出的算法已成功应用于楼宇安防、智慧哨兵等系统并取得一定的商用价值。

关键词：毫米波雷达摄像头融合滤波算法深度融合精确跟踪

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不完全量测下的分布式火控目标滤波融合算法研究

不完全量测下的分布式火控目标滤波融合算法研究

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作者：林辉南京理工大学

学位级别：硕士

随着当前网络通信技术和传感器网络技术的发展，结合“去中心化”、“隐身”等概念的发展，分布式防空火控被动跟踪系统的研究越来越受到重视。其中，每个局部被动观测器与相邻近的观测器进行数据融合以获取目标的航迹数据，武器单元则... 详细信息

随着当前网络通信技术和传感器网络技术的发展，结合“去中心化”、“隐身”等概念的发展，分布式防空火控被动跟踪系统的研究越来越受到重视。其中，每个局部被动观测器与相邻近的观测器进行数据融合以获取目标的航迹数据，武器单元则依据目标的航迹计算出射击诸元，实现隐蔽而快速打击目标的任务。与传统采用主动式观测器的目标跟踪系统相比，分布式防空火控被动跟踪系统由于没有主动测距系统，被发现的概率变小，在具有电子对抗环境的现代化战场中具有重要意义。　　分布式多被动观测器光电系统仅能利用获取的图像信息，探测到目标的方位角和高低角，是一个典型的非线性系统。对于这种情况，一般采取伪线性方法将其转化成伪线性系统，然后利用卡尔曼滤波估计框架进行处理，存在着分布式融合滤波算法计算复杂度高以及无法满足跟踪系统的实时性要求等不足。此外，各个局部观测器的估计值之间还存在互相关统计特性难以获取、观测器数据传输过程中不可避免存在量测信息丢失概率，也即互协方差未知情形和不完全量测问题。　　为解决上述问题，本文采取线性近似和采样逼近这两种方法来处理系统中的非线性问题，研究被动跟踪情形下的目标运动参数快速融合滤波算法，并通过理论推导和数字仿真实验，探究其工程应用的可行性。　　本课题的主要研究内容和取得的创新成果如下：　　(1)分析在分布式火控被动跟踪系统中可以快速实现滤波的两种方法。讨论了局部观测器之间量测数据的互相关性，利用协方差椭球说明了经典的最优融合方法和协方差交叉融合方法的物理意义;(2)针对分布式火控目标跟踪系统中非线性特性引发的融合结果不佳的问题，利用协方差椭球的概念将逆协方差交叉算法引入到非线性目标跟踪算法中，并对系统分布式融合结果的一致性和精度进行了理论分析。　　(3)针对分布式火控目标运动信息融合滤波系统存在的不完全量测问题，在分析了三种量测丢失模型的基础上，给出了一种量测残差检测方法，对扩展卡尔曼滤波算法进行改进;同时在不完全量测、各个局部观测器存在互相性的而无法直接求解的情形下，结合快速融合方法，设计了一种实用的分布式多被动观测器目标跟踪算法。该方法能够完成存在目标信息不能完全获取情况下的目标跟踪，降低了观测器之间数据的融合计算量，保证了跟踪系统的性能。　　(4)目标跟踪中存在的强非线性特性会使传统的扩展卡尔曼滤波算法和无迹卡尔曼滤波算法性能欠佳，各个局部观测器在数据融合过程中，还受到数据先后顺序的影响，导致融合结果的不一致。为解决多被动观测器目标跟踪应用中的这两个问题，本文分别采用了容积卡尔曼滤波处理方法和一种对顺序不敏感的融合方法，并对其一致性和融合结果进行了分析和比较。

关键词：分布式防空火控被动跟踪系统线性近似采样逼近非线性目标融合滤波算法

来源：评论

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