检索结果-内蒙古大学图书馆

中国惯性技术学报 2022年第2期30卷 168-173页

作者：程向红徐文杰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

为了减少捕获阶段占用的时间与功耗,提出了一种低运算量的快速捕获方法。首先选取伪码周期整数倍数据进行二维重排,利用降采样理论对每个数据横块混叠;其次通过竖块FFT运算实现频率补偿以增强叠加信号的信噪比,使用横块FFT运算细化多普... 详细信息

为了减少捕获阶段占用的时间与功耗,提出了一种低运算量的快速捕获方法。首先选取伪码周期整数倍数据进行二维重排,利用降采样理论对每个数据横块混叠;其次通过竖块FFT运算实现频率补偿以增强叠加信号的信噪比,使用横块FFT运算细化多普勒频移分辨率并得到特定的伪码相位筐,搜索特定筐内伪码相位的最大相关值。最后得到确切的伪码相位与多普勒频移。实际数据仿真结果表明,降采样因子与数据块个数取2时,所提方法运算效率是基于FFT捕获方法的4.1倍,基于SFT捕获方法的1.7倍,运算效率随降采样因子与数据块个数增大显著提升,能更好满足接收机的性能要求。

关键词：快速捕获二维重排降采样频率补偿

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走廊场景下辅助视觉里程计初始化的单目深度恢复方法

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中国惯性技术学报 2024年第8期32卷 753-761页

作者：徐晓苏刘烨豪姚逸卿夏若炎王子健范明泽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

单目相机由于缺少尺度信息在视觉里程计等应用场景中性能受限。现有研究大多通过基于深度学习的方法解决这一问题,但其推理速度慢,难以实时运行。针对这一问题,提出了一种走廊场景下基于非线性优化进行快速单目深度恢复的显式方法。采... 详细信息

单目相机由于缺少尺度信息在视觉里程计等应用场景中性能受限。现有研究大多通过基于深度学习的方法解决这一问题,但其推理速度慢,难以实时运行。针对这一问题,提出了一种走廊场景下基于非线性优化进行快速单目深度恢复的显式方法。采用虚拟相机假设,简化对相机姿态角的求解;通过最小化几何残差,将深度估计问题转换为优化问题;设计一种深度平面构建方法,对空间点深度进行分类,实现走廊等封闭结构场景下的快速深度估计;最后,将所提方法在单目视觉里程计初始化中进行应用,使得单目视觉里程计可以获得真实的尺度信息,并提升其定位精度。实验结果表明:所提方法在走廊场景3m范围内深度估计的相对误差小于8.4%,在Intel Core i5-7300HQCPU处理器中能以20FPS的速度实时运行。

关键词：视觉里程计单目深度估计深度恢复非线性优化

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基于筛选策略的动态环境下激光SLAM算法

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中国惯性技术学报 2024年第7期32卷 681-689,695页

作者：徐晓苏王睿姚逸卿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

现有的同步定位与建图(SLAM)方法在理想条件下运行稳定,但在动态环境中会因移动物体特征点云的误匹配导致定位误差增大。为解决此问题,提出了一种动态点云检测算法。首先利用惯性测量装置信息对点云数据预处理,包含去畸变等操作;然后剔... 详细信息

现有的同步定位与建图(SLAM)方法在理想条件下运行稳定,但在动态环境中会因移动物体特征点云的误匹配导致定位误差增大。为解决此问题,提出了一种动态点云检测算法。首先利用惯性测量装置信息对点云数据预处理,包含去畸变等操作;然后剔除地面点云,采用弯曲体素结构对非地面点云进行聚类;接着,通过匈牙利算法关联和匹配两帧之间的聚类,同时利用惯性信息统一坐标系;最后设计一种筛选策略,先用边界框交并比和质心速度粗略筛选动态聚类,再用z轴(高度)分布相似性进行精细筛选。实验结果表明,所提算法能够识别并滤除实验环境中的大部分动态点云聚类;与LIO-SAM算法相比,四种场景下的定位均方根误差平均降低了17.75%;平均精确率和召回率相比Removert分别提升14.81%和5.90%。

关键词：激光同步定位与建图动态环境动态点云检测筛选策略

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一种新型自适应模型预测组合滤波在在线标定中的应用

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中国惯性技术学报 2017年第6期25卷 713-718页

作者：徐晓苏吴梅张涛李瑶王捍兵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

为了提高捷联惯性导航系统在线标定的精度和实时性,根据模型预测滤波算法和Sage_Husa自适应卡尔曼滤波算法的优点,提出了一种新的自适应模型预测组合滤波算法。该算法首先利用模型预测滤波算法估计出系统模型误差,并对系统状态方程实时... 详细信息

为了提高捷联惯性导航系统在线标定的精度和实时性,根据模型预测滤波算法和Sage_Husa自适应卡尔曼滤波算法的优点,提出了一种新的自适应模型预测组合滤波算法。该算法首先利用模型预测滤波算法估计出系统模型误差,并对系统状态方程实时修正,以减小系统模型误差对导航精度的影响;然后利用简化的自适应滤波算法对量测噪声在线调整,修正噪声统计特性,以提高滤波精度。将提出的算法进行在线标定仿真实验,并与传统的卡尔曼滤波在线标定算法进行比较,结果表明,提出的自适应模型预测组合滤波算法能有效完成在线标定,且标定精度和收敛速度均优于传统方法。

关键词：模型预测滤波 Sage-Husa自适应卡尔曼滤波在线标定噪声统计特性

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遗传算法优化的神经网络在SINS/GPS中的应用

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中国惯性技术学报 2015年第3期23卷 322-327页

作者：徐晓苏周峰张涛李瑶田泽鑫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

在不增加辅助系统的情况下,针对捷联惯性导航/全球定位组合导航系统(SINS/GPS)在GPS信号不可用时,其定位精度产生较大退化的问题,提出了遗传算法优化的径向基函数神经网络辅助组合导航系统定位的方法。当GPS信号可用时,采用遗传算法对... 详细信息

在不增加辅助系统的情况下,针对捷联惯性导航/全球定位组合导航系统(SINS/GPS)在GPS信号不可用时,其定位精度产生较大退化的问题,提出了遗传算法优化的径向基函数神经网络辅助组合导航系统定位的方法。当GPS信号可用时,采用遗传算法对径向基函数神经网络进行优化训练;当GPS信号不可用时,利用遗传算法优化后的径向基函数神经网络预测卡尔曼滤波器量测输入中的速度误差信息,使得卡尔曼滤波器能够继续工作并提供速度校正量。跑车实验表明,通过对速度进行误差补偿能够有效地修正位置误差,以GPS信号断开180 s的结果作分析,纯SINS模式的东向和北向位置误差分别为35.1 m和38.8 m,而本文所提方法的误差分别为10.5 m和7.2 m,其定位精度提高较为显著。

关键词：组合导航径向基函数神经网络遗传算法卡尔曼滤波训练模式

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基于卡方检测和相关向量机的DVL异常信息处理机制

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中国惯性技术学报 2022年第4期30卷 461-468页

作者：潘绍华徐晓苏张亮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

多普勒计程仪(DVL)工作在未知、复杂的水下环境中时,各个波束的有效性不是都能保证,偶尔会不可避免地产生异常信息,导致水下组合导航系统的定位精度下降。针对水下航行器长航时定位中可能出现的DVL野值和短时失效,提出一种用于SINS/DVL... 详细信息

多普勒计程仪(DVL)工作在未知、复杂的水下环境中时,各个波束的有效性不是都能保证,偶尔会不可避免地产生异常信息,导致水下组合导航系统的定位精度下降。针对水下航行器长航时定位中可能出现的DVL野值和短时失效,提出一种用于SINS/DVL组合导航系统的DVL异常信息处理机制,一方面采用滑动窗卡方检测方法,消除野值对导航精度的影响;另一方面采用基于稀疏贝叶斯理论的相关向量机算法建立DVL速度回归预测模型,在DVL短时失效时输出速度信息避免SINS误差积累。基于长江试验的实测数据,对比了所提方法与DVL失效时仅隔离DVL、采用相关向量机模型预测但未处理野值以及采用支持向量机模型预测并处理野值三种方法,所提方法分别提升了68.8%、67.3%和22.6%的定位精度,可以更准确预测DVL速度输出并且避免野值导致的滤波精度下降问题,验证了该DVL异常信息处理机制的有效性和鲁棒性。

关键词：多普勒计程仪相关向量机短时失效卡方检测野值

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基于Hu矩的水下地形二维特征匹配辅助导航方法

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中国惯性技术学报 2015年第3期23卷 363-368页

作者：徐晓苏岳增阳张涛汤郡郡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

相比于以单波束测深原理为基础的ICCP、TERCOM等一维序列匹配辅助导航方法,基于多波束测深系统的二维阵列匹配算法增加了原始地形信息的丰富度,可以用来提高地形辅助匹配导航系统的精度和适用性。通过归一化灰度转换,使实时扫测地形和... 详细信息

相比于以单波束测深原理为基础的ICCP、TERCOM等一维序列匹配辅助导航方法,基于多波束测深系统的二维阵列匹配算法增加了原始地形信息的丰富度,可以用来提高地形辅助匹配导航系统的精度和适用性。通过归一化灰度转换,使实时扫测地形和原始数据库地形分别形成待匹配的模板灰度图和背景灰度图,采用圆窗口化搜索策略,分别计算实时图和子图的Hu矩,保证了相同地形特征的旋转不变性。通过归一化互相关算法衡量两个地形的相似性,得到匹配地形,实时的辅助主惯导修正误差。仿真表明,利用此匹配算法在实时扫测地形平坦区域和特征明显区域均能成功匹配;位置误差均在5个网格以内,能容忍的系统信噪比最小为9 d B,抗噪声能力强;Hu矩的抗旋转特性大大提高了此方法的适用性,能够满足高精度水下地形匹配辅助导航系统的苛刻要求。

关键词： Hu矩地形二维分布地形匹配导航抗旋转特性

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基于快速回环检测的室外环境下激光雷达SLAM算法

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中国惯性技术学报 2022年第6期30卷 716-722页

作者：徐晓苏李诺姚逸卿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

在室外环境下,基于激光雷达传感器的里程计位姿容易产生累计误差,导致点云地图漂移甚至建图失败,严重限制了激光雷达SLAM的应用。针对这一问题,提出了一种面向室外环境的基于快速回环检测的激光雷达SLAM算法。利用扫描上下文(Scan Conte... 详细信息

在室外环境下,基于激光雷达传感器的里程计位姿容易产生累计误差,导致点云地图漂移甚至建图失败,严重限制了激光雷达SLAM的应用。针对这一问题,提出了一种面向室外环境的基于快速回环检测的激光雷达SLAM算法。利用扫描上下文(Scan Context)描述子和Kd-tree搜索获取候选的回环帧,有效提升计算的效率,并采用激光雷达虹膜(Lidar Iris)描述子计算回环帧间的相似度得分,通过残差项加权的特征匹配获取回环帧间的位姿变换,有效提升了回环检测的精度和速度。在KITTI数据集上的实验结果表明,与A-LOAM算法相比,所提算法的平均性能提升约50%,回环耗时有效减少,提升了在室外环境下的位姿估计精度和建图准确度。

关键词：激光雷达室外环境回环检测描述子点云地图

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基于栅格法的室内指示路径规划算法

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中国惯性技术学报 2018年第2期26卷 236-240,267页

作者：程向红祁艺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

随着导航的应用场景日趋复杂,对利用室内地图的全局路径规划提出更高的要求。为提高全局路径规划算法效率,提出一种指示路径规划算法。首先运用栅格法对已知地图进行建模,然后在算法中引入方向向量引导路径方向,接着多次执行并通过奖励... 详细信息

随着导航的应用场景日趋复杂,对利用室内地图的全局路径规划提出更高的要求。为提高全局路径规划算法效率,提出一种指示路径规划算法。首先运用栅格法对已知地图进行建模,然后在算法中引入方向向量引导路径方向,接着多次执行并通过奖励与惩罚措施来将关联矩阵与路径质量形成正反馈机制,并采用路径优化策略,最终得到一条较好质量的结果路径。仿真结果表明,较A*算法而言,指示路径规划算法在时间上减少49%,并且在较复杂的栅格地图中,其路径长度缩短了17%。

关键词：路径规划栅格法全局路径规划指示路径规划算法

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基于实时调节GPS射频前端采样周期的INS辅助GPS组合导航方法

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中国惯性技术学报 2015年第1期23卷 49-53页

作者：王熙赢陈熙源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

为了提高GPS卫星接收机在高动态环境下的跟踪能力,提出了一种基于GPS射频前端采样周期实时调节的INS辅助GPS组合导航方法。首先通过组合滤波器将INS导航信息和GPS导航信息进行融合,修正INS导航信息误差。然后利用修正后的INS导航信息和... 详细信息

为了提高GPS卫星接收机在高动态环境下的跟踪能力,提出了一种基于GPS射频前端采样周期实时调节的INS辅助GPS组合导航方法。首先通过组合滤波器将INS导航信息和GPS导航信息进行融合,修正INS导航信息误差。然后利用修正后的INS导航信息和GPS导航电文,实时计算出载体相对于每颗卫星的多普勒频移,并将得到的多普勒频移换算为GPS中频信号载波的波长变化。最后根据载波的波长变化实时调节GPS接收机射频前端ADC的采样时间间隔,补偿因为多普勒频移导致的中频数字信号采样点变化,隔离多普勒频移对GPS接收机跟踪环路的影响。仿真结果表明,此方法可以在不改变传统GPS接收机跟踪环路结构的前提下,显著提升GPS接收机的高动态性能,即使在多普勒频移变化率为5000 Hz/s的情况下,GPS跟踪环路仍能可靠工作。

关键词：全球定位系统惯性导航系统 INS/GPS组合射频前端高动态

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