基于地磁/光谱红移/太阳光信息的FAUKF自主定轨

针对地磁场模型精度低而引起的低轨卫星导航精度不高问题,提出了一种利用地磁、太阳光、光谱红移多源信息融合的低轨卫星自主导航方法。设计了基于地磁/光谱红移/太阳光信息的联邦自适应无迹卡尔曼滤波器(federal adaptive unscented Kalman filter,FAUKF)滤波自主定轨方案,提出了利用FAUKF滤波,选取太阳光矢量与地磁矢量的夹角的余弦值、地磁场强度、光谱红移信息为观测量,来估计卫星的速度和位置。仿真结果为位置精度465.38 m,该算法的精度要高于单纯的地磁导航,滤波的收敛性和稳定性较好,导航误差不随时间累积,有工程应用价值。     

地磁导航基准图三分量数学仿真方法研究

针对现有地磁场磁测数据尤其是三分量数据难以满足地磁导航技术研究需求的问题,同时为了给后续的地磁导航技术研究提供一种较为真实的仿真验证手段,提出一种使用三分量数值计算的方法用以实现地磁导航基准图的数学仿真。使用Maxwell软件对磁性体磁化磁场进行数值计算来仿真静态磁场三分量的空间分布,辅以地磁场的时间变化模型和误差组合模型,通过径向基函数法插值后,得到数学仿真的地磁导航基准图。计算结果表明该方法可以对地磁场进行高精度的数学仿真,可以为地磁导航相关技术的研究提供试验验证平台。     

基于ICP算法的非合作目标特征点云配准优化

针对视觉测量中非合作目标无法提供合作信息从而引起的位姿测量问题,采用ICP(Iterative Closest Point)算法配准不同时刻获取的点云降采样数据来完成目标的相对位姿测量。利用运动恢复结构算法获取了目标当前时刻的点云数据并比较了基于阈值匹配与光流匹配的特征点匹配算法,利用三角测量法对提取到的特征点进行重建,同时将点云数据进行降采样处理,根据降采样后的点云数据计算出不同时刻目标的相对位姿关系。实验表明当物体发生旋转运动时,对降采样数据利用ICP算法计算得到的目标绕坐标轴旋转角度最大误差不超过0.11º。     

一种地磁匹配制导基准图制备方法及其有效性评价

针对地磁匹配制导基准图制备的需求,采用Surfer8.0软件提供的12种插值算法对选定区域离散总磁场强度测量值进行了网格化处理,生成所需的地磁基准图;提出了适用于地磁匹配制导的数据网格化有效性评价标准,并依据所提出的评价标准对使用12种方法所生成的地磁基准图进行了评价.结论表明:在选定区域,克里格法和径向基函数法生成网格化数据指标较好,这两种方法可以生成精度较高的网格化数据.     

基于磁强计的卫星自主定轨算法

为了降低自主导航的成本,针对近地轨道地磁场的特点,提出基于扩展卡尔曼滤波器的地磁导航算法,该算法综合IGRF模型建立了观测方程,根据地磁场的IGRF模型是基于地心固连坐标系的位置函数的特点,采用地心固连坐标系的卫星轨道动力学方程作为状态方程,构造出卫星地磁导航系统的导航模型。仿真研究结果表明,该算法的卫星地磁导航模型结构简单,描述能力更强,导航算法具有较好的稳定性和收敛性。     

基于NichePSO和网格模型的参数优化方法及仿真

针对集成电路制造工艺参数优化过程中如何高效地确定参数窗口的问题,将小生境微粒群优化算法(NichePSO)和矩形网格模型相结合,提出了一种全新的工艺参数优化方法,并对一维和二维情况进行了仿真和实际生产验证.该方法中小生境微粒群算法可以根据工艺要求和输入输出参数的数据或模型高效地找到输出参数的等值点;而矩形网格模型又特别适合在二维平面上跟踪和连接等值点并生成等值线.对于单输入参数问题,该方法可直接给出输入参数窗口;对于二维问题,则能提供所有满足工艺要求的二维区域以及输入参数平面上的一系列等值线.在一维和二维标准多峰函数上的仿真测试结果和生产验证数据表明,该新方法是一种有效的工艺参数优化方法.     

ICP优化下的B样条四维CT图像弹性配准方法

为提高不同生理状态下两组四维CT图像之间配准的精度和速度,基于多分辨率B样条的自由形变模型(Free Form Deformation, FFD),提出一种使用迭代最近点(Iterative Closest Point,ICP)优化该模型的配准算法。在传统B样条之前加入ICP算法实现两组四维CT图像间的点云配准：根据分割完的两组四维CT图像生成点云数据和灰度数据,使用ICP对模型中的两组点云配准。level 1,level 2,level 3相似性测度提高率分别为：8.68%,10.46%,2.39%,速度提高率分别为：-51.89%,41.71%,81.09%,结果证明新模型在不同控制网格大小配准上精度和速度都有提高。     

基于遗传算法的点云数据与CAD模型坐标归一化研究

用非接触测量方法进行复杂型面零件数字化检测,点云数据与CAD模型的坐标归一化处理是必须的。针对传统的ICP(Iterative Closest Point)方法在坐标归一化过程中对初始点要求严格及由于型面的特殊性所造成的算法不能收敛问题,采用遗传算法对点云与CAD模型进行坐标归一化,由于遗传算法具有全局收敛性及对初始位置要求不严格,所以用该方法能使点云与CAD模型达到正确的配准。并以具体的实例验证了算法的可行性。     

基于粒子群算法的地磁匹配航迹规划

针对无人机地磁匹配航迹规划问题,提出了一种基于粒子群优化算法的航迹规划方法.借鉴稀疏A-Star搜索算法的思想,将约束条件结合到搜索方法中,给出了基于地磁网格图的航迹节点扩展方法.结合无人机的机动性能约束和地磁匹配的自身特点,设计了一种适用于地磁匹配的航迹性能评价函数作为粒子群的适应度函数.仿真实验的结果表明:生成的航迹能够满足地磁匹配导航要求,且具有威胁规避的能力.最后,针对只在中制导段采用地磁匹配的情况提出了初步的解决方案,保证无人机顺利进入地磁匹配航迹段.     

总磁场强度梯度模作为匹配特征量的基准图制备技术

基准图制备是地磁匹配制导的关键技术之一。提出用总磁场强度梯度模作为地磁匹配特征量,根据研究的实际需要,从四个方面分析了地磁场梯度模作为匹配特征量的优势;在选定区域制作了以总磁场强度梯度模作为特征量的基准图,在基准图上提取了特征参数并进行了分析。结果表明:在选定区域,以总磁场强度梯度模作为特征量生成的基准图特征丰富、起伏程度大,较之以地磁总场强度为特征量生成的基准图优势明显。