检索结果-内蒙古大学图书馆

导航定位与授时 2022年第3期9卷 70-78页

作者：张涛张晨魏宏宇东南大学仪器科学与工程学院东南大学微惯性仪表与先进导航技术教育部重点实验室

激光SLAM通常通过多帧点云配准，完成位姿变换矩阵的估计，而点云中的动态点会降低激光里程计的定位精度。为了减少动态点引入的误差，提出了一种动态点云识别算法，并结合该算法改进了传统特征匹配策略，组成了动态环境下融合激光雷达... 详细信息

激光SLAM通常通过多帧点云配准，完成位姿变换矩阵的估计，而点云中的动态点会降低激光里程计的定位精度。为了减少动态点引入的误差，提出了一种动态点云识别算法，并结合该算法改进了传统特征匹配策略，组成了动态环境下融合激光雷达和IMU的激光里程计。通过约束范围角与动态中心点，将点云快速分割成多个簇类，再借助IMU信息，快速建立点云簇类配准关系，从而去除动态点，最后根据簇类的对应关系进行约束，以提高匹配的精度与速度。使用KITTI数据集和UGV在多个情形下进行了实验。实验结果表明，该算法可以成功识别点云中的多个动态对象，并通过去除动态点，有效地减少了位姿估计的累积误差。

关键词：动态识别激光里程计点云分割

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基于改进Cycle-GAN的光流无监督估计方法

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导航定位与授时 2022年第4期9卷 2+51-59页

作者：刘晓晨张涛东南大学仪器科学与工程学院东南大学微惯性仪表与先进导航技术教育部重点实验室

卷积神经网络为光流的计算提供了一种新的方式，但作为一种数据驱动技术，用于训练网络的大规模光流真值在现实世界中不易获取。为了解决这个弊端，基于Cycle-GAN的循环对抗机制，提出了一种光流无监督估计方法。首先，引入双判别器机... 详细信息

卷积神经网络为光流的计算提供了一种新的方式，但作为一种数据驱动技术，用于训练网络的大规模光流真值在现实世界中不易获取。为了解决这个弊端，基于Cycle-GAN的循环对抗机制，提出了一种光流无监督估计方法。首先，引入双判别器机制在生成器生成的光流样本的底层和高层特征上进行鉴别，迫使生成器提高光流生成的精度。其次，引入Spynet作为教师网络，在生成器训练前期对其进行指导，防止网络陷入模式崩塌。最后，改进损失函数，提出了光流一致性损失和轮廓一致性损失函数，进一步提升光流估计精度。实验结果表明，与现有的先进算法相比，提出的方法达到与有监督算法相同的精度水平。

关键词：光流估计循环生成对抗网络视觉导航无监督学习

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基于干扰检测和CEEMD的地磁信号降噪方法

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中国惯性技术学报 2020年第4期28卷 474-479页

作者：王立辉刘庆雅许宁徽东南大学仪器科学与工程学院微惯性仪表与先进导航技术教育部重点实验室南京210096

针对地磁导航磁通门传感器中存在来自环境和运载体的随机高振幅脉冲磁干扰问题,提出了一种基于多尺度干扰检测与完备集成经验模式分解(CEEMD)相结合的降噪方法。首先,根据地磁信号的强相关性,计算各本征模态分量(IMF)的自相关函数,并自... 详细信息

针对地磁导航磁通门传感器中存在来自环境和运载体的随机高振幅脉冲磁干扰问题,提出了一种基于多尺度干扰检测与完备集成经验模式分解(CEEMD)相结合的降噪方法。首先,根据地磁信号的强相关性,计算各本征模态分量(IMF)的自相关函数,并自适应地选择有效IMF;其次,使用排列熵对各个有效IMF进行多尺度分析,标记出IMF干扰信号时段;然后,对各干扰段进行二次分解,提取低频有效分量,滤除IMF中高幅值脉冲干扰信息,最后,将干扰抑制后的有效IMF叠加进行信号重构,得到滤波信号。实验结果表明,在测量信号信噪比低的情况下,基于干扰检测和CEEMD的地磁信号降噪方法能有效滤除磁干扰,信噪比提高了3倍。

关键词：地磁导航磁通门传感器完备集成经验模态分解自相关函数地磁信号去噪

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基于相似结构约束和自适应调整的双目视觉里程计

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战术导弹技术 2021年第2期 39-47页

作者：张硕骁张涛东南大学仪器科学与工程学院南京210096 东南大学微惯性仪表与先进导航技术教育部重点实验室南京210096

为提高在不同环境下双目视觉里程计的精度,提出一种基于相似结构性约束和自适应调整策略的位姿估计方法。利用特征点对的相似结构性约束对传统的RANSAC算法进行改进,降低误匹配率的同时提高匹配效率;提出一种自适应调整策略,通过跟踪特... 详细信息

为提高在不同环境下双目视觉里程计的精度,提出一种基于相似结构性约束和自适应调整策略的位姿估计方法。利用特征点对的相似结构性约束对传统的RANSAC算法进行改进,降低误匹配率的同时提高匹配效率;提出一种自适应调整策略,通过跟踪特征的存活率动态调整特征匹配的质量控制阈值,在被跟踪的特征点的数量和质量之间保持一个良好的平衡并提升位姿估计的精度。最后利用KITTI数据集进行了仿真实验,结果表明提出算法相对于传统的ORB-SLAM2算法,定位精度提升了约21%,满足实时定位的要求。

关键词：双目视觉里程计相似性约束误匹配消除自适应调整位姿估计

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一种纬度未知条件下捷联惯导抗扰动自对准算法

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中国惯性技术学报 2020年第3期28卷 330-337页

作者：李瑶王健张涛朱永云东南大学仪器科学与工程学院南京210096 微惯性仪表与先进导航技术教育部重点实验室南京210096

针对地理纬度未知且包含有角晃动干扰、高低频线运动干扰等复杂环境下,捷联惯导系统难以实现快速、高精度对准的问题,提出了一种纬度未知条件下的抗扰动自对准算法。通过设置滑动窗口,根据惯性坐标系下两个不同时刻的重力加速度矢量的... 详细信息

针对地理纬度未知且包含有角晃动干扰、高低频线运动干扰等复杂环境下,捷联惯导系统难以实现快速、高精度对准的问题,提出了一种纬度未知条件下的抗扰动自对准算法。通过设置滑动窗口,根据惯性坐标系下两个不同时刻的重力加速度矢量的夹角求取纬度信息,该算法充分利用实时的惯性仪表数据实现对纬度的估计。通过将初始对准问题转化为姿态确定的问题消除角晃动干扰的影响,利用惯性坐标系下重力加速度矢量和晃动干扰加速度的频率特点,引入小波阈值消噪和多项式优化的算法抑制线运动干扰的影响,从而提高惯导系统抗扰动自对准精度。仿真和车载半物理实验结果表明,该算法具有纬度自估计、隔离角晃动和线运动干扰的能力。在导航级惯性仪表参数下,可将实时估计的纬度的误差限制在0.1°左右,抗干扰自对准的航向角误差接近惯性器件误差决定的极限精度。

关键词：纬度未知抗干扰自对准滑动窗口小波阈值多项式优化

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基于深度学习的室内动态场景下的VSLAM 方法

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中国惯性技术学报 2020年第4期28卷 480-486页

作者：徐晓苏安仲帅微惯性仪表与先进导航技术教育部重点实验室南京210096 东南大学仪器科学与工程学院南京210096

当前应用于室内的视觉同时定位和地图构建算法(VSLAM)主要面向静态的环境,算法的定位精度和稳定性会大大受到环境中运动物体的影响。针对这一问题,提出了一种面向室内的动态场景下的VSLAM方法。在ORB-SLAM2架构上进行改进。在相机捕捉... 详细信息

当前应用于室内的视觉同时定位和地图构建算法(VSLAM)主要面向静态的环境,算法的定位精度和稳定性会大大受到环境中运动物体的影响。针对这一问题,提出了一种面向室内的动态场景下的VSLAM方法。在ORB-SLAM2架构上进行改进。在相机捕捉图像后,首先利用GCNv2神经网络对图像提取出特征,同时利用轻量级的ESPNetV2神经网络对图像完成语义分割。然后,结合改进的移动一致性检测来确定动态物体,剔除其动态特征获得其静态特征点来完成位姿估计,最终生成含有语义信息的点云地图和八叉树地图。采用TUM数据集验证所提出算法,实验结果表明在高动态场景下绝对轨迹误差的均方根误差平均减少95%,显著提升了在动态场景下的定位精度。

关键词：视觉同时定位和地图构建算法动态场景深度学习语义分割特征提取

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飞行器编队PSO多维地磁匹配算法

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电光与控制 2021年第3期28卷 41-45页

作者：王立辉刘庆雅东南大学仪器科学与工程学院微惯性仪表与先进导航技术教育部重点实验室南京210096

针对在地磁变化缓慢区域,一维地磁匹配导航匹配概率低、使用范围有限的情况,在飞行器组网飞行的背景下,提出了基于粒子群优化算法(PSO)的多维地磁匹配算法。在一维地磁匹配模型的基础上,搭建了主从式组网地磁匹配模型,利用多飞行器空间... 详细信息

针对在地磁变化缓慢区域,一维地磁匹配导航匹配概率低、使用范围有限的情况,在飞行器组网飞行的背景下,提出了基于粒子群优化算法(PSO)的多维地磁匹配算法。在一维地磁匹配模型的基础上,搭建了主从式组网地磁匹配模型,利用多飞行器空间约束,将平均绝对值误差法则从一维计算拓展至高维匹配,使用匹配成功率、匹配定位误差和算法适应度3个维度对定位有效性进行评价。仿真结果表明,多维地磁匹配能够在短周期内得到较高的匹配概率和匹配定位精度,在相同的匹配点下,多维地磁匹配的匹配概率比一维地磁匹配要高10%。

关键词：地磁导航多维地磁匹配算法粒子群优化算法定位有效性分析

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弹道导弹的过载段高精度捷联惯导系统多源误差分析与仿真

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中国惯性技术学报 2020年第1期28卷 27-34页

作者：陈熙源石春凤柳笛东南大学仪器科学与工程学院南京210096 微惯性仪表与先进导航技术教育部重点实验室南京210096

过载段弹道导弹受多种外力综合作用,形成的高动态环境使所载的惯性导航系统在关机点处产生较大的误差积累。在原有的常用低动态误差模型基础上,对传感器误差、标度因数误差、不正交误差、杆臂误差、二次项误差、圆锥运动及线振动以及初... 详细信息

过载段弹道导弹受多种外力综合作用,形成的高动态环境使所载的惯性导航系统在关机点处产生较大的误差积累。在原有的常用低动态误差模型基础上,对传感器误差、标度因数误差、不正交误差、杆臂误差、二次项误差、圆锥运动及线振动以及初始失准角误差等多种误差源进行了分析,建立了多维、适于高动态的误差模型。以某过载段弹道导弹轨迹为对象进行了仿真实验,针对所述误差源对系统误差的影响进行了分析。仿真结果表明,与传统模型相比,所提出的误差模型在高动态环境下补偿后横向位置偏移精度提高了80倍,对关机点处导弹精度提高有明显作用,为后续进一步提高导弹落点精度提供了更丰富的理论支撑。

关键词：捷联惯导弹道导弹高动态多源误差模型

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一种改进的姿态匹配船体变形测量方法

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中国惯性技术学报 2020年第1期28卷 8-14页

作者：张涛王帅刘兴华东南大学仪器科学与工程学院南京210096 微惯性仪表与先进导航技术教育部重点实验室南京210096

针对船体变形测量系统中模型不确定以及未知噪声影响导致的误差问题,分析并推导了模型偏差对滤波估计的影响,提出一种基于姿态匹配的强跟踪最大互相关熵卡尔曼滤波(STMCKF)算法,用于船体变形估计。该算法采用姿态匹配,基于两套惯性系统... 详细信息

针对船体变形测量系统中模型不确定以及未知噪声影响导致的误差问题,分析并推导了模型偏差对滤波估计的影响,提出一种基于姿态匹配的强跟踪最大互相关熵卡尔曼滤波(STMCKF)算法,用于船体变形估计。该算法采用姿态匹配,基于两套惯性系统的姿态信息确立滤波观测量并建立线性量测方程,通过自适应在线调整多个渐消因子对多个数据通道进行渐消,减小模型失配导致的误差,并设计基于最大互相关熵准则为最优准则的滤波算法,减小量测过程中受到的非高斯噪声产生的误差。最后,在模型不匹配及噪声不确定的条件下进行了仿真验证。仿真结果表明,与传统卡尔曼滤波相比,变形估计精度提高10%~30%,提高了系统鲁棒性和环境适应性。

关键词：姿态匹配多渐消因子最大熵船体变形测量

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基于IMU预积分封闭解的单目视觉惯性里程计算法

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中国惯性技术学报 2020年第4期28卷 440-447页

作者：徐晓苏吴贤微惯性仪表与先进导航技术教育部重点实验室南京210096 东南大学仪器科学与工程学院南京210096

将扩展卡尔曼滤波器作为后端的视觉惯性里程计算法由于其在实时性高的同时能保持较高的精度,从而被广泛地用于实际环境中。针对如何快速精确处理两帧图像之间的IMU数据的问题,提出了一种基于IMU预积分封闭解的算法,相较于传统基于优化... 详细信息

将扩展卡尔曼滤波器作为后端的视觉惯性里程计算法由于其在实时性高的同时能保持较高的精度,从而被广泛地用于实际环境中。针对如何快速精确处理两帧图像之间的IMU数据的问题,提出了一种基于IMU预积分封闭解的算法,相较于传统基于优化的视觉惯性里程计算法在分段常数加速近似下采用离散四元数积分来简化所需的预积分值,IMU预积分封闭解算法在IMU时间周期内求解解析解,并应用于多状态约束下的卡尔曼滤波器(MSCKF)视觉惯性里程计框架下,来提高系统定位的精度。针对MSCKF算法观测方程参数化方法存在的数值稳定性的问题,提出了一种逆深度的参数化方法,克服了MSCKF算法在空间点坐标z轴深度值趋近于零时,系统观测值会出现奇点的情况,有效增加系统的鲁棒性。在公开EuRoc数据集六个飞行序列上的试验结果表明,所提出算法相较于传统的MSCKF视觉惯性里程计算法漂移较小,均方根误差减少约36.5%,定位精度得到有效提升。

关键词：多状态约束下卡尔曼滤波器单目视觉惯性里程计 IMU预积分封闭解逆深度参数化

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