Cholesky分解在协方差矩阵恢复中的使用

针对基于稀疏扩展信息滤波的同步定位与地图创建(simultaneous localization and mapping,SLAM)问题,分析并比较了最近邻数据关联、极大似然数据关联以及联合相容性检验数据关联的原理,阐述了边缘协方差矩阵恢复的必要性.在此基础上提出一种利用Cholesky分解由信息矩阵准确恢复协方差任意元素的方法,该方法具有较高的计算效率.在仿真实验中将该方法与协方差边界估计法比较,并分别用于3种数据关联算法的比较分析,表明所提出的方法适用于多种数据关联方法,能在保证定位精度的同时有效控制算法复杂度.最后对各种数据关联算法在稀疏扩展信息滤波SLAM中的性能进行了讨论.     

GPS空时自适应滤波矩阵重构抗干扰算法

小快拍数、干扰移动及天线平台震动引起协方差矩阵估计误差增加,导致现有的全球定位系统(global positioning system,GPS)空时自适应滤波抗干扰算法的性能急剧下降,为此提出了一种基于矩阵重构的GPS空时自适应滤波抗干扰算法.该算法利用Capon空间谱估计方法重构干扰加噪声协方差矩阵,并对矩阵进行时域平滑得到空时滤波权值.仿真结果表明,该算法在多干扰、低信噪比、小快拍数情况下降低了阵列误差的影响,提高了阵列天线输出信干噪比,与对角加载算法和矩阵锐化算法相比提升5dB左右.     

基于最小二乘适值比较计算的静态气体源定位

通过构建多节点分布式气敏传感器网络,对风场中多个位置上的目标气体浓度进行检测。将浓度检测结果与节点位置坐标引入湍流扩散模型,在此基础上依据最小二乘法则设计潜在气体源的适值计算函数。将潜在气源的坐标参数引入适值函数进行计算,通过结果比较得到气体源位置最优解。建立仿真风场中的气体扩散模型并引入传感器观测误差,对该算法的定位效果进行测试,仿真定位实验证明即使观测存在该算法依然可以达到较高的定位成功率。     

基于短记忆原理的分数阶系统时域子空间辨识

针对多变量分数阶系统提出一种基于短记忆原理的时域子空间辨识算法. 该算法能够有效辨识多变量分数阶系统的系数矩阵和分数阶微分阶次. 利用Poisson 矩函数对输入输出信号进行滤波预处理,构造了子空间方法的输入输出矩阵. 通过代价函数将分数阶微分阶次辨识转化为参数寻优问题. 利用分数阶微分的短记忆原理,将分数阶微分阶次和输入输出数据矩阵进行分离,避免了输入输出信号的分数阶微分计算过程. 数值仿真对算法的有效性进行了验证.     

捷联惯导初始对准的超球体采样SRUKF算法

平淡卡尔曼滤波(UKF)在捷联惯导系统静基座大方位失准角初始对准中计算量大,且滤波数值不稳定. 针对这一问题,该文将超球体采样策略与平方根UKF(SRUKF)算法相结合,提出一种改进的SRUKF算法. 该算法在保证其滤波精度和UKF算法相当的前提下,通过引入超球体采样减少了采样点数,提高了计算速度. 并以协方差阵的平方根矩阵代替协方差阵参加递推运算,减少了计算机舍入误差,提高了滤波数值稳定性. 仿真结果表明,该算法在保证初始对准滤波精度的前提下降低了计算量,提高了滤波性能.     

无人机空中加油相对位姿解耦迭代确定算法

针对视线方程中位置和姿态信息存在严重耦合及强非线性的问题,研究了一种相对位姿解耦迭代确定算法,并用于无人机空中加油. 根据卫星导航中的伪距概念,利用视线矢量构建观测矩阵,通过最小二乘法求解相对位置更新,进而更新伪距确定相对姿态. 引入单步迭代误差证明了算法的收敛性,通过分析误差协方差阵的迹讨论 特征点几何构型对相对位置确定精度的影响. 仿真结果表明,与高斯最小二乘微分修正算法相比,提出的算法运行速度和抗噪声性能分别提高了23%和40%,相对位置稳态误差优于0.1 m,相对姿态误差优于0.5±,满足无人机空中加油对接阶段相对位姿测量精度要求.     

带未知丢失观测率和传感器偏差的多传感器AR模型融合辨识

研究了带未知丢失观测率和传感器偏差的多传感器(Autoregressive,AR)模型融合辨识问题。采用一组伯努利随机变量描述观测丢失现象。选取递推增广最小二乘(Recursive extend least squares,RELS)算法,对未知的AR模型参数和未知的传感器偏差进行在线辨识。应用矩阵加权线性无偏最小方差最优融合估计准则得到AR模型参数的融合估计。通过AR模型与状态空间模型之间的转换和相关函数获得各传感器观测收到率和观测噪声方差估计值。仿真例子验证了此算法的有效性。     

三维重建及3D打印技术在肺部外科手术中的应用

因肺部CT图像的三维重建在医学影像分析领域需求较大且难度较高,单独使用一种分割算法的去噪声效果不理想,故提出了将总变分模型与模糊C-均值聚类方法相结合,对CT数据进行分割去噪的方法。将分割后的图像导入自主研发的三维重建软件TM_MIS,它以VTK工具包为基础,使用MC算法和光线投影法对平滑去噪后的CT图像进行三维重建,得到三维虚拟模型。再用3D打印生成肺部血管及病灶的3D模型,代替传统的医生查看CT片的方法,为术前方案的制定及手术过程的模拟提供了更加科学的依据。实验表明,将肺部CT数据通过总变分模型进行去噪平滑,再结合模糊C-均值聚类方法进行分割得到的图像更加清晰,重建后的模型效果更理想。     

飞机颤振模态参数的辅助变量方差辨识及渐近分析

针对飞机颤振随机模型中输入输出观测数据带有观测噪声的问题,为得到较准确的飞机颤振模态参数,将辅助变量辨识方法与方差匹配方法相结合,形成一种新的辨识策略--辅助变量方差辨识方法. 在飞机颤振随机模型中,通过引入辅助变量来构造方差函数,导出最小化优化目标准则函数的求解过程,并详细地给出对应的偏 导式. 根据渐近分析理论,推导参数估计值的渐近方差矩阵表达形式. 利用此渐近方差矩阵不仅可以衡量辨识方法的有效性,而且可以设计最优激励信号. 将提出的方法用于飞行仿真转台电流环被控对象的传递函数辨识和飞机颤振模态参数辨识,验证了该方法的有效性.     

一种改进的OFDM通信系统信道估计算法

介绍了正交频分复用(OFDM)系统的基本原理和两类常用的信道估计算法:最小二乘法(LS)和最小均方误差(MMSE)算法。在16QAM高效调制的OFDM系统中,对两种算法进行了仿真验证,得出不同信道估计算法下的均方误差和误符号率曲线。同时仿真了线性最小均方误差(LMMSE)算法、改进的LS算法和改进的MMSE算法,仿真结果表明,改进的LS算法优于最初的LS算法,改进的MMSE算法具有最优的信道估计性能。     

一种基于统计模型和时序分析的弹痕比对方法

提出了一种枪弹头弹痕自动比对方法.首先通过常规的采集设备采集弹痕数据,通过对弹头实际测量数据的统计建模,利用概率模型构造出一个代价函数,当该代价函数的取最小值时,即可估计出平移误差和转动误差,从而有效的消除了测量数据中的各种误差.通过时间序列分析比较两个弹痕的相似程度,结果表明该方法在可接受的计算时间内有效地解决了弹头...     

基于双曲正弦函数的新变步长LMS算法

对自适应最小均方误差(LMS)滤波算法的步长选取问题进行了研究.在分析现有变步长LMS算法的基础上,通过对双曲正弦函数进行数学变化,构造步长因子u(n)与误差信号e(n)的函数,提出了一种基于双曲正弦函数的新变步长LMS算法,分析了参数a、b、c的选取对该算法性能的影响.仿真结果表明:该算法在收敛速度和稳态误差方面明显优于固定步长LMS算法及SVS-LMS算法.     

综合重构与正交迭代位姿估计算法

摘要： 多摄像机系统(multiple camera systems, MCS)在机器视觉领域成为研究热点. 针对MCS的位姿估计问题提出了一种新的综合重构与正交迭代算法,并引入广义摄像机模型来描述MCS以方便算法推导. 为充分利用MCS提供的冗余测量信息,将观测到的参考点进行分类,并构建了加权目标函数,综合了最优绝对定向解和正交迭代(orthogonal iteration, OI)算法的优点. 三维重构信息的引入不仅克服了OI算法的位姿模糊,而且提高了位姿估计的收敛速度和鲁棒性. 采用了自适应权值方法降低重构误差对最终估计的影响. 仿真结果验证了提出算法的有效性和优越性.     

心脏多层CT数据中冠状动脉中轴的提取

提出一种冠状动脉跟踪算法,算法以局部血管模型为基础,采用三维几何矩、多尺度Hessian矩阵分析以及血管滤波算子,估计最优尺度下血管的中轴点坐标、尺寸及方向。算法采用跟踪策略以改进其效率,由初始种子点出发,依次提取冠状动脉血管的中轴点,最终构成冠状动脉血管树。分叉点检测算法能够有效地检测出可能的分叉点,并提取分支血管的种子点坐标。实验结果表明,算法能够有效地提取多层CT数据中的冠状动脉中轴线。结合估计的血管尺寸,三维模型能清楚地显示冠状动脉的解剖结构。同时算法有较高的计算效率,在普通的PC平台上,其运行时间能够控制在数分钟内。     

基于改进QEM的三维表面模型简化算法

当前智慧城市中表达三维场景需对模型构建不同层次的细节模型,因此需要对三维模型进行简化,压缩模型数据量.针对简化过程中会破坏模型部分细节特征的问题,提出了一种改进QEM的三维表面模型简化算法,简化时引入顶点邻域面积、各顶点曲率及平展度加权3个简化因子,改变边的折叠代价,并建立最小堆结构优化算法效率.该算法在Visual ...     

基于神经网络误差修正的灰色广义预测控制

提出一种基于神经网络误差修正的多步灰色广义预测控制算法,采用神经网络对灰色系统的建模误差进行预测,同时根据新信息优先的原则,用最新预测误差不断更新神经网络建模数据,对新出现的误差具有动态补偿动力,最终预测值为模型预测值与预测误差之和,有效地抑制模型误差的影响,增强灰色广义预测的鲁棒性.仿真结果验证了该算法的有效性.     

自然图景的天基监视雷达地杂波仿真

为了评估空-时自适应处理算法应用于天基雷达系统的效果,需要对地杂波图景进行高逼真度的仿真.首先根据特定地区的地表覆盖物数据、地形数据和雷达工作参数构建该地区的地表反射特性瞬态图景.然后根据距离重叠、地球自转效应和天基雷达的阵列模式,用反射特性图景计算杂波协方差矩阵最优值和估计值.最后根据Billingsley提出的谱模型,仿真杂波内部运动效应.仿真结果表明,所得的地表反射特性在统计意义上与实际地表反射特性差距小于5 dB,所得天基雷达杂波环境对空-时自适应算法效果影响可作定量分析.     

VoIP回声消除中LMS改进算法的研究

为解决Vo IP中语音回声问题,给出了一种改进的变步长LMS算法.改进算法在收敛时具有较大的步长,能快速消除回声,收敛后,步长变小,以减小稳态误差,使收敛速率与稳态误差之间的矛盾得到改善.仿真结果表明,改进算法的收敛速度和回声消除效果较好.     

k阶Erlang分布参数单变点的贝叶斯估计

利用贝叶斯方法研究了k阶Erlang分布参数单变点模型,得到该分布的似然函数.利用Fisher信息矩阵选取无信息先验分布,从而得到每个参数的满条件分布.使用Gibbs抽样与M-H算法相结合的MCMC方法对各参数进行随机模拟得到贝叶斯估计.模拟结果表明,各参数的估计值的精度在较高水平上都是有效的.     

基于奇异设计矩阵的岭估计及其性质

基于设计矩阵是奇异矩阵的线性模型,讨论线性模型系数参数岭估计的优良性。对于可估函数在均方误差意义下,得到岭估计优于最小二乘估计的性质。而且在二次损失函数下岭估计具有可容许性。