提高三点法测量精度的研究

目的 研究进一步提高三点法测量圆度及轴系运动误差精度的方法。方法 分析了测头读数及角位置误差对圆度各次谐波及圆周各点测量精度的影响,提出了三点法测量系统的优化策略与算法,研究了三点法测量误差的分布与传递规律;提出了克服测头定位误差以及３个测头的灵敏度不一致影响的软件校正方法。结果 圆度各次谐波的最大测量误差相对于传统三点法减小６７％,圆度及其各次谐波的测量不确定性明显降低。结论 该方法能明显提高三     

一种DBSCAN聚类点密度的加权质心定位算法

加权质心定位算法是无线传感器网络中最常用的定位算法,为了进一步提高其定位精度,本文将聚类算法引入到无线传感器网络定位中,提出了一种具有噪声的基于密度的聚类算法(DBSCAN)聚类点密度的加权质心定位算法。该算法根据共线度理论选择参数,构建定位三角形的集合。选择集合中定位效果较好的一部分三角形对未知节点进行定位,并对所得的初始定位结果进行DBSCAN聚类。在排除误差较大的定位坐标后,将聚类后每个簇的核心点个数视为权值,采用加权质心定位算法得到未知节点的最终定位位置。仿真结果表明:该算法与传统加权质心定位算法相比,平均定位误差减小80%以上,有效提高了无线传感器网络定位精度。     

基于RSSI的ZigBee加权质心四点定位算法

在CC2431定位实践应用中,基于三角加权质心定位,硬件部署不易实现,精度不能满足实际的需要.文章使用四点定位方法,对算法进行了可行性的优化,解决了基于三角加权质心定位不精确的问题.改进后的方法在实现二维定位的同时提高了定位精度.     

改进型无线传感器网络的质心定位方法

针对传统质心定位算法定位精度受锚节点密度影响大,但锚节点成本高而不能大量使用的问题,采用移动锚节点,引入高斯马尔科夫移动模型对锚节点移动路线进行规划,使锚节点在待测区域内随机移动形成更多的虚拟锚节点,代替传统定位算法中的锚节点,提高了质心定位算法中对未知节点的覆盖率与定位精度.仿真结果表明,该方法有效且能应用于大型无线传感器网络定位.     

铀尾矿库放射性污染无线传感器网络监测改进型加权质心定位算法

针对传统铀尾矿库放射性污染监测定位线路布设成本高、不易扩展等问题,结合带状铀尾矿库坝体环境特点,提出一种改进型加权质心算法(ACA).通过改进权值选择机制,克服了远距离定位误差偏大的缺点,提高了监测定位精度.仿真研究表明:相比极大似然估计法(MLE)加权质心(CA)两种算法,ACA算法平均定位误差分别降低了40.0%和19.5%,最大定位误差分别减少了约1/4和1/6,定位的可靠性和稳定性较高,可满足铀尾矿库放射性污染监测定位要求.     

求解带平衡约束矩形布局问题的混合算法

以卫星舱布局为背景,针对二维带平衡约束的矩形集在圆容器内的布局问题,提出了一种混合算法,即带压缩策略的动态匹配算法,并与粒子群优化算法结合起来.对于给定的圆容器,将整个布局过程分为4个阶段,相应地将圆容器分成8个区域.每次放置矩形时,动态匹配算法先根据系统质心动态选择装填区域,然后在该装填区域中根据排序函数选择待布矩形.压缩策略用来压缩圆容器,粒子群优化算法用来优化排序函数的参数.在测试集上的计算结果表明:相对于已有算法,提出的混合算法更加有效.     

基于LO-EKF算法对矿井人员定位跟踪的优化研究

无线传感网(WSN)在矿井人员定位应用中受到多径干扰与机电噪声的影响,其定位精度不高.针对常规定位跟踪算法的抗干扰技术进行优化处理,提出了一种用于矿井中对工作人员定位跟踪的滤波优化算法(LO-EKF).结合惯性测量系统(IMU)和加权质心定位算法(WCL)来估计目标人员的状态参量,再通过经统计协方差矩阵配置过的扩展卡尔曼滤波器(EKF)对状态参量进行优化处理,得出最终的目标位置.仿真表明,对比定位误差累积分布函数图,LO-EKF算法相对于传统EKF算法在矿井定位中不仅能保障短期精度,而且能有效提高长期精度.     

基于CC2431的井下人员定位系统设计

为了满足井下人员定位的需要,设计了一种基于CC2 431的无线定位系统。采用CC2 430作为定位参考节点,带有定位引擎的CC2 431芯片作为跟踪定位节点,跟踪节点利用从参考节点处接收到的信号强度估算与各参考节点之间的距离,利用定位算法计算出自身位置坐标,并发送给监控中心。该文设计了定位系统模型,并在传统的三角质心算法基础上提出了改进的加权三角质心算法,从而减小定位误差,提高定位精度。实验表明该方法能够比较准确地获取井下人员的位置,为管理人员及时掌握井下人员情况提供依据,且成本较低,实用性较强。     

用于机器人末端残余振动控制的控制误差优化输入整形器

针对工业机器人关节柔性引起的末端执行器残余振动问题,提出一种基于控制误差优化输入整形器的振动控制算法。该算法结合零振动二阶微分输入整形器(ZVDD)方程和系统响应时滞时间方程,构建了关于整形器脉冲幅值参数的线性约束方程组;以整形后末端运动过程控制误差和定位误差为优化目标,建立了控制误差代价函数;利用拉格朗日乘子法解出脉冲幅值参数的表达式并进行迭代运算求得最优解;采用预测路径规划来补偿系统时滞时间。实验结果表明:所设计的控制误差优化输入整形器能将机器人J5轴末端残余振动加速度减少至整形前的11.7%,与ZVDD输入整形器相比能减少系统响应时滞时间约88%和最大过程控制误差约60.3%,与CEM输入整形器相比能减少定位误差约53.7%。该算法可以在有效抑制残余振动的基础上,减小传统输入整形器引起的系统响应时滞时间、末端运动过程控制误差和定位误差,对提高工业机器人的定位速度和精度具有一定的参考意义。     

基于DV-Hop误差修正的煤矿井下人员定位算法

为了提高无线传感器网络的节点定位精度,提出了基于DV-Hop误差修正的质心定位算法.针对煤矿井下巷道的线型结构,首先提出信标节点以均匀间隔交叉分布的模型,再根据各个信标节点平均每跳的距离误差以及平均每跳的单位距离误差,对离未知节点最近的3个信标节点之间的距离进行2次修正,最后利用3圆交点的质心定位算法进行定位.仿真结果表明,该算法比目前的定位精度提高1m左右,比较适合煤矿井下这种特定的线型结构.     

质心迭代图像跟踪算法

针对均值漂移跟踪算法对图像进行核函数加权处理的不合理性,且在图像跟踪中存在偏差的问题,提出了一种基于最大后验概率指标的质心迭代跟踪算法.首先分析了最大后验概率指标的计算特性,并指出该指标可以计算出每个像素对相似度的贡献值.以此为基础,提出了一种非参数非核的质心迭代图像跟踪算法,即将每个像素的相似度贡献作为密度,候选区域的相似度作为区域质量,通过计算初始候选区域的质心并经反复迭代,从而获得目标位置.理论分析和实验表明,所提算法无需核函数,迭代计算无需指数运算,降低了计算复杂度,同时利用了最大后验概率指标对背景的抑制作用,可大大提高跟踪的准确性.     

基于GA-SVM算法永磁同步直线电机变载荷进给位置误差预测

针对永磁同步直线电机精密进给过程中,受到齿槽效应、端部效应及摩擦力扰动等非线性因素的影响,位置误差难以预测问题,提出了一种基于遗传算法(GA)优化支持向量机(SVM)算法永磁直线电机变载荷位置误差预测模型的方法。通过测量各种情况下永磁直线电机在运动过程中的位置变化情况,利用遗传算法优化支持向量机算法建立预测模型。该模型采用实验台运行的正弦轨迹数据为训练样本,三角波轨迹数据为测试样本。选取各种情形的正弦波轨迹数据和三角波轨迹数据进行仿真预测和验证。以各种情况的正弦波信号的指令位置、指令速度和电流作为模型的输入,以三角波信号的位置误差作为输出。结果表明,经过遗传算法优化支持向量机建立的位置误差预测模型,在拟合和预测精度上要优于未经过算法优化的位置误差预测模型。     

基于粒子群优化算法的井下目标定位方法

针对矿井结构复杂,井下未知节点定位存在信标节点布置冗余、定位精度低等问题,提出了一种基于粒子群优化算法的井下目标定位方法。根据矿井环境特点区块化布置信标节点,通过引入线性递减权重的粒子群算法对未知节点与信标节点的测量距离和估计距离的误差进行优化,降低定位误差。与四边测量法、加权最小二乘法和RSSI加权质心算法进行Matlab仿真对比实验。仿真结果显示:信标节点为5个,节点总数为15时,平均定位误差为0.877 m。高斯白噪声标准差取值范围从5递增到20,平均定位误差由1.21 m增长到4.65 m,增长幅度最小,抗噪性最好。信标节点密度由10%增加到40%,平均定位误差从2.82 m下降到0.76 m,定位精度明显好于其他三种算法,稳定性好于RSSI加权质心算法。定位精度更高,抗噪性更好,可靠稳定,在井下巷道环境中适应性更强。     

基于飞机散射信号的民航地面干扰源定位新算法

为了快速准确定位民航地面干扰源,提出了一种新的基于飞机散射信号的定位算法.首先,提出了新的初始参考点选取方法,并对此进行了理论分析和实验验证;然后,引入了相关熵和加权质心法,对现有算法进行了改进,同时进行了分析和实验验证.仿真实验结果表明,所提算法在保持计算量不变的前提下,显著地提升了基于飞机散射信号的民航地面干扰源定位精度,更具实用性.     

普适计算环境下定位参考点的分布问题

针对普适计算环境二维空间定位过程中,对定位的精度要求高以及要求对位置信息响应快的特点,在分析了传统二阶段定位算法的基础上,通过对等边三角形定位区域误差的研究发现,利用等边三角形作为定位的基本单元,可以提高定位精度,更好地提供定位服务.由此提出了定位参考点分布的定理,设计并实现了以等边三角形作为基本的定位单元的新的定位算法,该算法不仅大量地节省了普适设备的计算和存储资源,而且保证了定位计算的实时性和准确性.     

绳驱动并联清洗机器人绳索张力优化

将绳驱动并联机器人应用至外墙清洗领域,并对清洗机器人的动力学建模及张力优化进行深入研究。首先,确定机器人的构型为完全约束绳驱动并联机器人,并建立了考虑绳索弹性的动力学模型;其次,针对该类型绳驱动并联机器人绳张力解不唯一问题,提出将相关力改进的最小方差作为优化目标对绳索张力进行优化。最后,通过Simulink-Adams进行联合仿真验证。结果表明,优化后的绳索张力光滑连续变化。系统开环的情况下,圆形轨迹最大误差均值为0.071 m,终点误差均值为5.15 mm;直线轨迹最大误差均值为9.25 mm,终点误差均值为3.5 mm。解决了完全约束绳驱动并联机器人绳索张力不唯一、不连续问题,并为控制策略研究提供理论依据。     

一类三角模糊数优性组合预测模型

将三角模糊数序列的三个界点转换为等价的面积型中心、面积型散度、质心三个指标序列.结合广义诱导有序加权平均(GIOWA)算子,选择面积型中心、面积型散度、质心三个指标的L2范数作为最优准则,建立了一类新的三角模糊数优性组合预测模型,并证明了新提出的模型一定是优性组合预测模型.通过实例分析对比,也进一步验证了该模型是有效性...     

一种基于机载无源北斗系统的改进卡尔曼滤波算法

针对广泛研究的无源北斗定位系统,由于定位接收机本身不精确、环境噪声以及人为干扰等因素的影响,而导致相应的量测序列出现某些粗大的错误数据。这些数据在数量级上与正常量测值的差值较大,其差值超过了允许的误差范围,它们会明显影响卡尔曼滤波过程和降低系统的定位精度,造成系统的不稳定甚至滤波发散。提出了一种利用卡尔曼滤波剔除动态野值改进的算法,该方法提高了卡尔曼滤波器在机载环境下的跟踪能力,由于降低了状态方程的维数,滤波的实时性得到提高,经试飞数据验证,由该算法滤波后无源北斗系统的定位精度可以达到92 m,能够满足一般空中用户的需要。     

夏克-哈特曼阵列光斑质心探测误差比较

在相同信噪比的情况下,通过数值仿真对夏克-哈特曼波前传感器阵列光斑的4种质心探测算法进行质心探测误差对比.仿真结果表明,强加权质心算法具有较好的适用性,该算法在信噪比小于5时,质心探测误差低于0.5像素.在对阵列光斑进行质心探测时,同时考虑质心探测误差和探测速率,有效提高了质心探测的准确性和快速性.