测向交会定位跟踪的保精度空间区域划分

在分析影响定位精度因素前提下,采用合理的假定建立测向交会定位算法的误差分析模型;利用双基地平面中的距离和等值线,对测向交会定位误差分析模型进行分解,建立测向交会定位跟踪的保精度空间区域划分方法,仿真算例表明本方法是有效的。     

基于抗差EKF的机载单站无源定位算法

机载单站无源测向定位中,若观测值中存在异常误差,采用EKF算法会导致定位结果有偏。为增强算法抗差性,将抗差EKF算法引入到机载单站无源测向定位中。首先,建立了机载单站无源测向定位模型,依据标准化观测残差构建了抗差等价权矩阵,对异常观测进行降权处理。其次,针对抗差EKF算法效率低的特点,构建了卡方统计量,提出了基于卡方检验的抗差EKF定位算法,即先利用卡方检验判别出含异常误差的观测值,再调用抗差EKF算法进行定位解算。最后,通过在观测值中加入单个异常误差和连续异常误差,测试了算法对不同异常误差的抵抗能力。仿真表明,抗差EKF算法能较好地削弱异常误差对位置估值的影响,并且基于卡方检验的抗差EKF定位算法能提高定位的效率。     

机载雷达对运动干扰源作无源定位的数学模型的研究

一、引言对于干扰源作无源定位,是一个很有实际意义的研究课题。利用一个观测平台,通过每次对干扰机测到的方位角和俯仰角数据,能对干扰机的位置及轨迹进行估值,这就是所谓二维仅定向目标运动分析(TMA)[1]。文[2]用逻辑推理的方法,对无源定位的数学模型作了精细、严密的分析,得出了二维及三维情况下,对作匀速直线运动的干扰机进行定位的矩阵算法,讨论了测向误差的影响及应用中的问题,并指出该模型是不适用于平台作匀速运动的。     

误差均衡立体五基元超短基线水声定位

采用单平面基阵进行超短基线水声定位,当声源俯仰角接近基阵平面,会导致定位误差增加。为解决该问题,提出了基于空间五基元立体基阵子阵误差均衡的定位方法。该方法将空间立体基阵划分为正交的三基元子阵,在各子阵局部坐标系中分别解算定位结果,通过坐标变换将子阵局部坐标系转化为立体阵全局坐标;最终定位数据时,根据原局部坐标系下解算结果与理论结果的误差大小进行加权,对全局坐标系下的数据加权平均。MATLAB的仿真表明:该方法可实现空间立体基阵全空间方位目标声源的定位解算,定位精度比单一基阵面提高4倍以上;并解决了声源目标俯仰角接近单基阵平面时,定位精度误差急剧增大的问题,使整个定位空间内的定位结果误差变化均衡。     

基于卡尔曼滤波的AGV惯性导航仿真研究

针对目前导航方式存在的不足和惯性导航对自动引导小车(automated guided vehicle,AGV)路径定位精度低及纠偏能力差的问题,研究了AGV轨迹误差形成原因及改进惯性导航在AGV导航上的控制策略,对AGV数学模型、卡尔曼滤波(Kalman filter)定位、惯性导航纠偏控制系统进行仿真研究。在MATLAB软件上建立AGV运动模型及控制模型,获得了传统控制的AGV行走轨迹和使用卡尔曼滤波惯性导航控制策略的轨迹,并且在惯性元件的观测上引入偏移量,极大地提高了AGV在短距离行驶的观测准确性。仿真结果表明:AGV在短距离运动过程中采用卡尔曼滤波惯性导航的控制策略比传统控制策略轨迹精度提高8倍左右,在很大程度上提高了AGV定位导航能力。     

机器人加工的映射一致性建模及加工实验研究

机器人加工采用计算机辅助制设计/计算机辅助制造(CAD/CAM)数字化系统产生加工轨迹,由于CAM空间与作业空间中的加工对象与机器人之间的转换矩阵不同,造成CAM空间中的轨迹向作业空间映射的偏差.利用机器人作为测量工具,通过测量加工对象上的特征点,获得CAM空间中加工对象模型相对作业空间中加工对象的位姿误差,从而对加工对象模型以及其上的轨迹点进行调整.通过反复测量特征点并运行机器人轨迹,实现加工对象模型位姿的递归调整,建立CAM空间与作业空间的映射一致性.对一复杂外形雕塑进行多侧加工,雕塑粗加工完成后,其双侧加工的不同侧加工部分偏移量为0.72mm.     

球面阵列基线测向算法的误差分析

针对传统立体基线测向算法中阵元摆放形式单一和天线盘体积受限等问题,提出球面阵列基线测向算法。首先根据简单的几何理论推导出辐射信号入射到不同基线得到的相位差公式,然后采用记忆梯度法求解3个相位差公式构成的非线性方程,得到辐射信号的来波方向。最后通过推导与化简基于球坐标下天线阵列的测向误差公式,从理论上证明球面3根天线阵列被一平面截得的圆为球大圆时测向误差最小,进而提出天线阵列的最佳摆放形式。研究结果表明:与同类算法相比,该算法中阵元位置由平面扩展到空间,摆放更加灵活,使得多模制导的导引头中基线空间位置关系不受限制;所提算法的测向性能(测向均方误差和解模糊概率)良好,对通道不一致系统具有较强的鲁棒性。     

并联机床平面约束机构误差分析与建模

针对五轴数控机床平面约束机构进行了误差分析,指出了并联机床平面约束机构误差主要影响因素为机构的制造误差和安装误差·前者与由其引起的约束机构顶边中点沿x方向的位移成非线性关系,而后者则成线性关系·提出了一种依据测量数据反演非线性误差模型的建模方法,给出了五轴并联机床约束机构实测信息与模型输出间的多项式误差模型·比较仿真结果与测量结果可知,基于上述方法建立的误差模型精确,进而利用该模型对机床进行实时精度补偿,可使机床x方向定位精度大为提高     

基于无迹卡尔曼滤波的无人机跟踪算法

基于四基站对无人机位置的定位数据,利用无迹卡尔曼滤波算法对定位数据进行最优估计,并预测无人机的运行轨迹,从而实现对无人机的实时跟踪.对经典的线性卡尔曼滤波算法和无迹卡尔曼滤波算法进行仿真对比,结果表明,线性卡尔曼滤波算法虽然能跟踪预测轨迹,但有较大的误差,而使用无迹卡尔曼滤波算法能有效地减小误差,使跟踪预测的轨迹更加精确.     

基于加权最小二乘法的多舰定位算法

针对双舰定位存在的定位态势要求高、定位精度低等,提出了基于加权最小二乘法的多舰定位算法.该算法的实质是基于多舰侦察设备的测向角度、位置信息,利用纯方位交叉定位原理,建立非线性观测方程;通过泰勒展开将非线性系统转化为线性系统;利用最小二乘原理并考虑测向精度的权重因素,提出了多舰的定位模型.仿真结果表明,定位结果与测向精度和初始态势有关.     

汽车车身曲面点云数据分割方法的研究

车身曲面是由多张曲面经过延伸、过度、裁剪拼接而成,直接对测量获得的车身密集点云数据进行曲面拟合非常困难,需要对点云数据进行区域分割.探讨了点云数据的常用分割方法,结合车身曲面特点,研究并实现了一种点云分割的算法-基于平面度的直接分割方法.该方法通过最小二乘拟合平面法矢量夹角的均方差值来搜索具有几何相似特性的连续曲面片,将不同性质的曲面片分块保存.并结合ATOS测量设备得到的车身曲面点云数据,给出不同的实例,证明了该方法的有效性.     

基于Levenberg-Marquardt算法的非量测数码相机影像纠正

根据物方空间的三维直线中心投影到像片平面上也应该是一条直线这一约束条件,首先提取出原始图像中的畸变直线;然后利用畸变模型对其进行畸变纠正,使其满足直线约束条件;最后采用Levenberg-Marquardt算法对非线性方程组进行求解,解出约束优化条件的最佳畸变参数和像主点坐标,并完成对原始影像的纠正。实验结果证明该方法简单快捷,具有较强的实用性。     

轨迹曲面的构造与分析

根据点,线、面的运动轨迹可以形成曲面的原理,应用投影方法将空间轨迹降低为平面上的轨迹,再使平面轨迹按规律运动形成空间曲面,在此基础上获取曲面上点的主曲率和主方向。     

拐点偏距影响因素的多元线性分析

基于实测数据,采用多元线性回归的方法深入研究了地质、采矿条件等对拐点偏距的影响,并建立了拐点偏距的回归计算模型.通过分析,得出影响拐点偏距的主要因素为覆岩抗压强度、采动程度、煤层倾角、采深和表土层厚度等.同时发现当覆岩中存在大于10 m坚硬岩层时模型计算误差较大.采用多元线性回归方法重新建立了无大于10 m坚硬岩层的时拐点偏距计算模型.该模型的拟合度、稳定性和精度都较高,能够满足地表移动变形预计的需要.     

Forstner特征点分类和精确定位方法探讨

针对无人机影像空三处理对特征点定位精度要求高的问题,基于Forstner点特征提取算子探讨一种Forstner特征点分类和精确定位方法。首先利用一定的方法判定Forstner特征点的类别(即角点、圆点、中间点中的一种),然后根据该特征点的类别进行精确定位。通过对一组无人机数据进行实验,试验表明:相比Forstner算子的初步定位,精确定位的特征点精度显著提高。     

曲面与曲线分别关于点、平面的对称曲面和对称曲线

研究了三维空间内点、曲面和曲线分别关于点、平面的对称性问题,从而给出了求点、曲面和曲线分别关于点、平面的对称点的坐标、对称曲面和对称曲线方程的方法。     

基于LS-SVM方向判别模型的WLAN室内定位方法

为解决WLAN室内定位中信号在传播过程受人体遮挡产生阴影衰落而影响定位精度的问题,提出了一种最小二乘法支持向量机(LS-SVM)方向判别模型的WLAN室内定位方法。该方法主要分为两个部分:首先,充分利用人体在不同遮挡方向上产生阴影衰落的接收信号强度变化(RSS)特征信息,判定人体遮挡方向;然后,通过LS-SVM回归算法建立指纹点特征数据与位置之间的映射关系获取定位点位置结果。实验结果表明,与传统利用SVM的定位方法相比,提出的方向判别模型可解决人体遮挡产生的阴影衰落影响定位精度的问题,提高了定位的实用性和鲁棒性。     

空间中关于直线的对称问题

本文三维空间中，点、曲面、曲线关于直线的对称问题，从而给出了求点、曲面、曲线关于直线对称的对称点、对称曲面、对称曲线方程的方法。     

视线追踪系统中基于黎曼几何的落点补偿方法研究

针对非接触式视线跟踪系统中注视点估计算法鲁棒性差的问题,对单相机双光源的视线追踪系统进行了改进.在空间相似三角形注视点估计算法的基础上,提出一种基于黎曼几何的视线落点补偿方法.在眼球模型结构的基础上分析了眼球角膜曲面对视线落点偏差的影响.根据人类眼球生理特点,在黎曼几何中对眼球曲面结构进行建模,提出以最短测地线长度为边长构造平面三角形,以补偿欧式几何中直线距离造成的视线落点的误差.利用非线性多项式模型对眼球视轴和光轴之间的偏差进行拟合,得到最终的视线落点.实验证明,该方法在水平和垂直方向上最大误差均小于1 cm,对视线落点补偿具有显著效果.     

船体曲面的NURBS表达与设计

在AutoCAD的ObjectARX开发环境中，以VC^ 为编程语言，建立了AutoCAD图形数据库与外部数据库的数据链接，采用非均匀有理B样条技术，对综合定型值点的船体曲面插值及边界条件处理进行了研究， 构造出以NURBS为统一数学表达式的船体曲面。根据投影原理，对船体曲面与任意平面的求交问题给出数值算法。首先用直线段逼近曲面的单参数曲线，在投影坐标系内求出直线段与平面的交点，再将交点映射到实际坐标系中得到真实的交点，这些点的集合即为平面与曲面的交线。