基于模型预测的无人机组合陀螺在线标定

为解决无人机长时间航行时,由于环境等因素的变化,导致陀螺漂移、标度因数误差和陀螺安装轴不正交误差的问题,借助天文导航系统(CNS:Celestial Navigation System)提供的高精度姿态信息,基于四元数误差建立陀螺在线标定误差模型,提出一种基于模型预测的捷联惯性导航系统(SINS:Strap Down Inertial Navigation System)/CNS组合陀螺在线标定混合滤波方法.仿真结果表明,该方法能够很好地适用于在线标定,不仅满足标定精度要求,而且降低了滤波的计算量,提高了滤波的数值稳定性.     

基于非线性干扰观测器的L_2滤波反步控制

针对一类多输入多输出高阶不确定非线性系统,提出一种基于非线性干扰观测器的L2滤波反步控制方法。利用非线性干扰观测器对系统的未知复合干扰进行在线估计,基于李雅普诺夫稳定性理论设计指令滤波反步控制器,避免常规反步法由于对虚拟控制迭代求导造成控制器复杂的问题,设计L2干扰抑制鲁棒控制器减弱了观测器误差对控制精度带来的影响。针对某三阶不确定非线性系统进行仿真验证。研究结果表明:非线性干扰观测器能够有效估计系统的复合扰动,且L2干扰抑制方法能够在观测器存在误差时提高控制精度。     

基于鱼眼镜头的树高测量方法

为解决当前测量树高方法中存在测量误差大、测量不便等问题,提出一种基于鱼眼镜头的树高测量方法.该方法首先利用鱼眼镜头成像模型确立世界坐标系到图像像素坐标系的变换关系;然后以畸变系数的等距投影模型为基础,利用Scar-amuzza鱼眼相机标定方法求解参数并建立测量系统模型;最后利用图像处理技术对实验图像进行轮廓提取、分割及极值点提取,实现对树高的测量.通过所提出的测量方法对树高进行测量,实验结果表明:测量方法的测量误差在-0.196～0.195m,树高测量最高相对误差为2.75％,平均相对误差为1.505％,说明该方法有效减小了测量误差,具有很高的精确性,同时测量方法简便,可操作性强.     

基于傅里叶变换的植物根系图像拼接方法

提出一种基于傅里叶变换的植物根系图像拼接方法.采用快速傅里叶变换方法提高图像处理质量,缩短图像处理时间,实现图像实时处理,便于图像处理和数据统计.算例应用该方法将微根管采集到的植物根系图像拼接成一个完整的根系图像.结果表明该方法可以为生长在固坡中植物的作用机理研究提供全面的根系生长信息,进一步为植物根系的研究提供可靠的数据源.     

一种新颖的关联规则数据挖掘算法

为提高挖掘大项目集的速度,有效建立给定数据集中各项集之间的关联规则,提出了一种0-1矩阵关联规则数据挖掘算法.算法将事务数据库转化成M×N的矩阵,构造一个矩阵关联图表示频繁1-项目集中每两个项目之间的关联关系,通过遍历构造的关联矩阵有效地缩减事务数据库的大小,产生所有的频繁项集.利用模拟实验结果证明了所提算法可行性及有效性.     

飞艇森林巡防轨迹跟踪的滑模控制

为实现无人飞艇在森林巡防时的轨迹跟踪控制, 针对飞艇飞行运动的非线性、 耦合等特点, 提出一种滑模控制方法。基于牛顿第二定律等定理推导飞艇巡防飞行的精确数学模型, 并通过选取状态向量和控制向量, 将其数学模型描述为非线性控制系统。通过泰勒级数展开将非线性系统简化为线性系统, 并设计滑模控制律, 同时采用饱和函数的方法抑制了滑模控制中的抖振问题。基于Lyapunov稳定性理论证明了所设计控制系统的稳定性。仿真结果表明, 该方法的轨迹跟踪效果较为理想, 可实现无人飞艇对期望轨迹的精确跟踪。     

ISR-CDKF在SINS大方位失准角初始对准中的应用

针对捷联惯导系统（SINS: Strapdown InertialNavigation System）误差模型在大方位失准角条件下非线性的特点, 对非线性滤波算法的研究具有十分重要的意义。扩展卡尔曼滤波（EKF: Extended Kalman Filter）精度低, 而且需要计算复杂的雅可比（Jacobian）矩阵; 而中心差分卡尔曼滤波（CDKF: Central Difference Kalman Filter）虽然精度稍高, 但计算量大, 且算法不稳定。为克服以上不足,提出了迭代测量更新的平方根中心差分卡尔曼滤波(ISR CDKF: Iterative Square Root Central Difference Kalman Filter)算法, 并应用于SINS大方位初始对准中。通过滤波仿真, 进一步表明了ISR CDKF算法不仅具有更高的精度和收敛性, 同时具有较强的数值稳定性。     

榆社群马会组底砾岩岩性特征及盆地物源分析

采用砾石岩性与剥蚀区残留母岩岩性匹配的方法,结合地貌进行对榆社盆地马会组底砾岩分析,追溯榆社盆地形成之初的物源区位置,进而探求榆社盆地形成初期的古地理特征,获得如下结果:马会组底砾岩中的长石砂岩砾石母岩为周缘山体三叠系地层;石英岩、石英砂岩砾石母岩为侏罗系黑峰组地层;石英岩砾石为黑峰组砾岩遭受破坏后再次搬运沉积的"二次砾岩";榆社新生代盆地在形成之初,是由基岩围隔的多个小盆地组成的盆地群;马会组沉积时,郝北小盆地ES方向物源区覆盖有J2h地层;榆社群物源均来自沁水宽谷、左权宽谷与榆社盆地相间的分水岭围割的剥蚀区,远未达到东部的太行山、西部的太岳山脉。     

基于小波变换的自适应阀值植物根系图像边缘检测

植物根系的生长状况可以反映该地区的气候及土壤特性,现有的根系研究方法如挖掘法、整段标本法和剖面法,都有破坏样本和工作量大等缺点．为了实时跟踪植物根系生长状况,介绍了一种基于多尺度小波变换和自适应阀值的图像处理方法,对采用内窥方法获得的根系图像进行边缘检测,并将边缘提取后的图像进行融合．此方法可以在不损伤植物根系的前提下自动对根系的生长情况进行提取分析,实现实时采集及精确测量根系的物理参数．     

无线粮仓温湿度语音监控系统的设计

针对传统粮仓温度监控系统采用电缆传输采集数据存在布线繁多、易损坏等问题,设计了基于数字式温湿度传感器DHT11的无线粮仓温度语音监控系统.系统中利用数字式温湿度传感器DHT11实现温湿度采集,借助无线收发芯片nRF24L01进行采集数据的无线传输,选用单片机STC12C5410作为核心控制器,进行采集信号的处理、传输.通过液晶触摸显示屏JM320240F显示采集的温湿度,采用语音模块XF-S4240进行语音播报及报警信号,实现了粮仓的温湿度无线语音监控.