机器人定位中稳健的自适应粒子滤波算法

为了提高粒子滤波算法在机器人定位中的性能,在基本粒子滤波算法的基础上,引入概率回退的方法对机器人的初始状态进行估计,采用窗口滤波更新粒子集合,根据对机器人位置估计的情况动态更新粒子集合的大小,得到一种改进的粒子滤波算法——稳健的自适应粒子滤波算法。仿真结果表明:该算法充分利用了对机器人位置估计的有效信息,在显著提高算法稳健性的同时,降低了运算复杂度,较好地解决了机器人定位这一非线性非Gauss状态在线估计问题。     

迭代无迹Kalman粒子滤波的建议分布

对非线性非Gauss系统,粒子滤波是一种有效的状态估计方法。粒子滤波的关键是建议分布的选择,好的建议分布会改进粒子贫化和样本耗尽等粒子滤波存在的普遍问题。该文用迭代无迹Kalman滤波产生粒子滤波的建议分布,提出了一种新的粒子滤波算法——迭代无迹Kalman粒子滤波。给出的建议分布将最新的观测融入样本过程并修正该过程,从而改进了滤波性能。数值模拟结果表明,提出的算法与常用的无迹粒子滤波、扩展Kalman粒子滤波相比,具有数值稳定、估计结果精确的优点。     

一种强背景噪声下的WSN目标定位算法

为了进一步提高无线传感器网络(WSN)目标定位解算精度,提出了一种改进的Cubature粒子滤波(ICPF)定位算法.该算法运用最小二乘法估计移动目标当前初始时刻的位置,使用Cubature卡尔曼滤波和Gauss-Newton迭代法来充分利用测量更新后的状态最新信息,精确设计目标状态重要性密度函数,为粒子滤波提供相应的建议分布,从而能够更加有效改善粒子滤波器的性能.仿真实验结果证明,提出的改进算法在强背景噪声下能有效提高定位精度且收敛性增强,其性能优于标准粒子滤波(PF)、扩展粒子滤波(EPF)及Unscented粒子滤波定位算法(UPF).      

容积粒子滤波算法及其应用

针对使用现有粒子滤波算法对非线性/非高斯离散时间系统的状态估计精度较低的问题,提出了一种新的粒子滤波算法——容积粒子滤波(CPF)算法.新算法使用容积数值积分原则直接计算非线性随机函数的均值和方差,产生粒子滤波算法的建议性密度函数,获得所需要的带权粒子,进而通过计算粒子均值,获得系统状态的最小均方误差估计.CPF算法由于产生粒子时使用了最新的测量信息,因而提高了对系统状态后验概率的逼近程度.仿真实验结果表明,CPF算法的估计误差约是标准粒子滤波算法和扩展粒子滤波算法误差的1/5和1/3,是无味粒子滤波(UPF)算法的估计误差的1/2,且运行时间只有UPF算法的1/3.     

一种用于运动跟踪的加窗粒子滤波新算法研究

为了提高粒子滤波算法在视频跟踪中的性能,在基本粒子滤波算法的基础上,采用窗口滤波更新粒子集合,根据对目标位置估计的情况动态更新粒子集合大小,得到一种改进的粒子滤波算法--加窗粒子滤波算法.该算法利用估计窗内的混合抽样粒子集描述后验分布,通过对估计窗内具有不同权值的粒子集依据其权值大小进行抽样,并根据当前观测值对抽取的粒子状态进行更新,实现对目标的跟踪.仿真实验结果表明:这种跟踪算法在不影响跟踪精度的情况下,大大减少了计算量,较好地解决了视频目标跟踪这一非线性非高斯状态在线估计问题.     

基于改进粒子滤波算法的动力锂离子电池荷电状态估计

传统电池荷电状态(SOC)估计中常用的扩展卡尔曼滤波(EKF)和无迹卡尔曼滤波(UKF)方法仅适用于线性系统和高斯条件,虽然粒子滤波(PF)算法能用于非线性和非高斯系统,但PF算法在滤波更新时存在粒子退化现象,使粒子集无法表示实际后验概率分布,导致估计精度降低.采用改进的扩展粒子滤波(EPF)和无迹粒子滤波(UPF)算法对电池SOC进行估计,抑制了粒子权重退化.以Thevenin模型对电池进行建模,利用带遗忘因子的最小二乘方法进行模型参数辨识,结合改进后的滤波算法对电池SOC进行估计.实验结果表明,以UKF为建议密度函数进行重采样的UPF方法平均估计误差为0.71%,低于以EKF为建议密度函数的EPF方法平均误差(1.09%),两种方法的估计误差均小于PF估计误差(1.36%),有效抑制了粒子权重退化.     

高斯衍生粒子滤波器

针对基于高斯滤波的重要性采样方法运算量的明显增加主要集中在使用高斯滤波生成更好的重要性密度函数的问题,提出了一种新的高斯衍生粒子滤波算法(GDPF).该算法将一种类似光子衍射的粒子衍生重要性采样方法与现有的高斯辅助粒子滤波算法(GAPF)相结合,通过粒子的扩张与收缩,在保证不减少参与状态估计的粒子数的条件下减少更新粒子数,根据粒子权值大小自适应地调整衍生粒子数,能很好地缓解精度与运算量之间的矛盾,抑制粒子退化等问题.对衍生粒子进行理论分析,证明了其与高斯采样粒子的等效性.仿真结果表明,当选取了相同的参与状态估计的粒子数时,所提算法保持了与原算法相当的估计精度,同时运算量大大降低.     

错误测量下节点选择策略对跟踪精度的影响

为了实现一定比例错误测量下的目标跟踪,构造了节点与目标的简化模型;在粒子滤波基础上,采用贝叶斯估计获得先验概率;利用前一时刻的位置、速度估计和估计因子,得到每一个在探测范围内的节点到目标的最远和最近距离;再结合节点本身的测量值计算每一粒子相应的权值,然后加权得到范围内节点测量值的可靠性集合,从该集合中选择可靠的测量值作为跟踪估计依据.根据不同的权值计算方法,分为节点关联选择策略和二进制节点选择策略.仿真结果表明：在目标运动速度〈3m/s和错误测量概率〉0.1的情况下,采用节点关联选择策略的RBMCDA算法的跟踪精度优于单纯选择3个较大RSSI值的RBMCDA算法至少1倍.     

迭代容积卡尔曼粒子滤波算法

针对标准粒子滤波算法粒子退化和贫化问题,提出了一种基于高斯-牛顿迭代思想的容积卡尔曼粒子滤波算法.该算法利用当前量测信息,使用容积数值积分原则通过以一组确定的点集和相应的权值直接计算非线性随机函数的均值和方差,避免了求导运算,并通过Gauss-Newton迭代方法对容积卡尔曼滤波(CKF)的非线性最小二乘问题进行求解,减小了线性化误差,以此来产生粒子滤波算法的重要性密度函数,使得迭代CKF产生的重要性密度函数更接近于真实后验概率分布,从而改进了滤波性能.仿真结果表明,与粒子滤波和CPF滤波相比,迭代CKF粒子滤波具有更高的估计精度.     

基于奇异协方差矩阵的谱估计方法

为了解决秩亏RCF(robust Capon filter-bank)谱估计方法的估计性能不稳健问题,提出一种基于奇异协方差矩阵的谱估计方法.该方法根据空间约束和导向矢量误差约束获得相应的窄带滤波器,并利用其对Capon滤波矢量进行滤波得到谱估计.仿真结果表明: 在采样协方差矩阵奇异的情况下,该谱估计方法获得的谱估计在精度及分辨率上均明显优于秩亏RCF谱估计方法.该方法是一种可以利用少量快拍进行谱估计的有效方法.     

基于短路/开路枝节线的小型化超宽带滤波器

介绍了一种基于并联枝节线单元的超宽带滤波器.该滤波器由3种基本元件组成：短路枝节线、开路枝节线和连接线.其中,每个短路枝节线和开路枝节线组成一个枝节线对,在枝节线对间利用连接线实现强电磁耦合.在设计中,这3种基本元件的电长度是相同的.通过合理选择各元件的特征阻抗,就能实现带宽在100％左右的超宽带滤波器.此外,该超宽带滤波器还具有较宽的高端阻带.文中首先基于理想传输线模型对该滤波器进行了仿真研究;然后在全波仿真的基础上,利用微带线实现了一个三阶的超宽带滤波器;最后利用平面印制板技术对滤波器进行了实物加工.测试和仿真结果吻合良好.实验结果表明,该滤波器的中心频率为1.775 GHz,相对带宽为97.5％.通带内匹配优于-15 dB,最小插入损耗为0.25 dB（在1.3 GHz处）.第一个寄生通带的频率高于6 GHz,是通带中心频率的3.4倍左右.     

一种小型化超宽带微带带通滤波器

研究一种小型化超宽带微带带通滤波器。该滤波器采用2个开路枝节线和2个短路枝节线,其中开路枝节和短路枝节两两组成枝节线对。在2个枝节线对之间,利用一段均匀微带线进行连接。滤波器的输入输出采用直接馈电的设计,以保证宽带滤波器所需的强耦合。通过对该滤波器的参数进行仿真研究,设计实现了一个带宽在110％左右的超宽带滤波器。试制样品的测试结果与仿真结果吻合良好,表明该滤波器在中心频率为1．90GHz时,可实现103oA的相对带宽。通带内的最小插入损耗为0．20dB（在1．52GHz处）,匹配均优于-20dB。第一个寄生通带的频率高于6GHz,是中心频率的3．2倍左右,而且该滤波器的电尺寸小,在其通带中心频率处,只有0．21×0．18λg^2     

拓扑中滤子与几个概念的刻划

文章进一步探讨了滤子的性质，主要用它刻划了拓扑中的几个重要概念。     

有源滤波与惯性滤波方法的综合应用

针对无源滤波、有源滤波方法对噪声信号去除能力的不足,提出一种新的有源滤波和惯性滤波相结合的滤波方法.分析了由电器元件组成的无源RC滤波器和有源RC滤波器;阐述了惯性滤波的方法及其函数,进行了对污染信号的仿真实验,将无源RC滤波、有源RC滤波及有源RC滤波与惯性滤波结合的方法进行了比较.结果表明,有源RC滤波与惯性滤波结合的滤波方法明显优于前两种滤波方法,而且结构简单,操作方便,效果较好,并降低了算法复杂度,达到比较理想的滤波效果.     

微带线带通滤波器的设计

阐述了工作在中心频率为几个ＧＨｚ带通滤波器的设计过程，介绍了带通滤波器的设计的原理，利用计算机辅助设计工具ＭＡＴＬＡＢ进行数值计算，给出微带线的ＰＢＣ尺寸，并用软件包ＥＥｓｏｆ模拟出带通滤波器参数。     

X射线检测焊缝缺陷图像的预处理

本文以X射线检测某压力容器得到的焊缝图像为分析对象,针对X射线检测焊缝原始图像具有灰度区间比较窄、缺陷边缘模糊、图像噪声多、缺陷特征有时被淹没等特点,对图像预处理的多种方法进行了实验比较,实验结果表明LUM滤波的方法可以兼顾平滑图像以及锐化图像双重作用,可以较好地增强边缘、抑制噪声、保存细节。     

用McClellan变换设计等纹波菱形滤波器组

由于二维菱形滤波器组能够结合人的视觉特性分解信号，因而在子带编码中日益受到人们的重视，有关二维菱形滤波器组的设计和利用菱形滤波器组处理视频信号的报道也逐渐增多．利用切比雪夫优化法设计的零相位菱形滤波器组不仅具有较小的重建误差，而且滤波器本身的性能也可以得到控制．由于该方法利用一维切比雪夫优化和ＭｃＣｌｅｌｌａｎ变换，再加上所设计的滤波器为正交镜像的，因而设计简单。通过实验证明，利用该方法设计的滤波器的性能较为理想。     

用于图像处理的自适应多级中值滤波器

研究了一种新的自适应多级中值滤波器（ＡＭＬＭ）在图像处理应用中的一些特性．研究表明：ＡＭＬＭ的细节保护能力介于单向多级中值滤波器（ＭＬＭ－）和双向多级中值滤波器（ＭＬＭ＋）之间,但滤噪能力总是优于ＭＬＭ－,而且大部分情况下优于ＭＬＭ＋．应用于实际噪声图像的滤波结果显示,ＡＭＬＭ优于ＭＬＭ＋及ＭＬＭ－．     

一种新的混合滤波算法

在超限像素滤波的基础上,融合了均值滤波和中值滤波的优点,提出了基于3种滤波的1种新的混合滤波算法．由实验的图像、均方误差（MSE）、峰值信噪比（PSNR）和Q指标可以看出,这种新的混合滤波算法能有效地滤除图像多种噪声,较好地保护图像的边缘和细节．     

基于高通滤波器的FIR带通滤波器的设计与仿真

详细分析了高通滤波器与带通滤波器的冲击响应函数和幅频响应函数之间的关系,提出了一种新的带通滤波器的设计方法,利用带通滤波器的冲击响应(或幅频响应)等于两个不同截止频率的高通滤波器的冲击响应(或幅频响应)之差设计带通滤波器,并给出了仿真结果。与传统的设计方法相比,该方法设计简单、运算量少、灵活性强,为带通滤波器的设计提供了一种新思路。