基于方差分量估计的视觉定位方法

针对视觉导航中存在成像特征点的非均匀误差会影响位姿计算准确度的问题,提出一种基于方差-协方差分量估计的视觉定位方法。首先,从理论角度出发分析相机测量过程中随机误差存在形式及影响因素;其次,向双目相机视觉及视觉/惯性融合模型添加随机模型优化模块,构建非线性优化系统;最后,使用KITTI数据集、EuRoC数据集进行测试,对数据进行基于划分的聚类处理,验证得到该方法能够更加有效精准地估计飞行目标的位姿信息,对随机误差具有良好的优化效果。

基于GNSS/UWB的多无人机协同定位技术

针对多无人机之间位置信息的求解问题,提出基于GNSS/UWB的分布式协同定位方法,并基于因子图理论构建了一套分布式数据融合框架,在无人机之间引入消息传送与接收以实现信息共享,然后采用和积算法求取无人机节点位置信息的边缘概率密度函数。设计了基于改进EKF的迭代滤波器对无人机状态进行估计,对算法进行仿真。仿真结果表明,该分布式协同定位算法有着接近于集中式协同定位算法的定位精度,并且优于单点独立定位算法的定位精度。

基于相位平滑伪距与多普勒数据的GPS动态定位

为了提高GPS伪距动态定位精度和可靠性,需尽可能地利用邻近历元信息和其它类型观测值。在分析相对定位移动窗口相位平滑伪距的函数模型和随机模型的基础上,推导了基于多普勒频移及无多普勒频移的扩展卡尔曼滤波递推方程,并通过实测GPS车载数据进行比较。结果表明:相位平滑伪距减小了伪距观测噪声,提高了定位精度,基于多普勒频移的扩展卡尔曼滤波更能改善高程方向的定位精度和可靠性。

GPS/Doppler导航随机模型的移动窗口实时估计算法

引进时间遗忘因子和观测冗余度因子,有效地平衡移动窗口内不同时刻的观测数据及其冗余情况对单位权方差估值的贡献,改进单位权方差的移动开窗实时估计算法。采用载噪比模型确定观测权阵,等价权抗差估计方法处理粗差。实测车载GPS/Doppler数据的处理结果表明:采用本文算法显著提高GPS/Doppler的导航精度与可靠性。

双频GPS接收机钟差两种参数化方式的单历元解分析

为提高GPS定位精度,需区分两个频率上的钟差参数。基于双频伪距单差观测方程导出对硬件延迟与钟差不同参数化方式单历元解算位置参数的公式,并分析两种模型的位置参数解。特别是当两个频率上的观测值数量相同且等权时,理论证明并实例验证了采用一个与两个钟差参数模型解算位置参数是等价的。

基于Bayesian估计理论的GPS导航算法

当观测信息冗余度小或出现异常时,仅依靠GPS单历元数据难以获得可靠的定位结果,需借助历史信息改善定位精度和可靠性。导出了Bayesian递推算法的一般形式,建立了基于移动窗口的牛顿向前插值模型与常速度、二次曲线最小二乘拟合模型的先验信息获取方式,引入了当前历元相关观测方程的抗差估计,并采用实测GPS动态数据计算分析,结果表明:抗差估计能有效抑制粗差对GPS定位结果的影响;拟合模型对误差具有平滑作用,其中二次曲线模型明显优于常速度模型,但两者均需实时计算拟合系数;而牛顿向前插值模型系数恒定,计算简单,显著提高了定位精度及可靠性。

相对定位中的双频周跳自动改正

周跳的探测一直是GPS高精度定位的研究热点。特别对于动态相对定位,若整周模糊度初始化过程中载波相位观测值发生周跳,将严重影响整周模糊度的确定。本文通过分析组合载波相位观测值和伪距观测值的特性,提出了一种利用基于相对定位中的双频周跳自动改正方法。通过对静态和动态实测数据的分析,证明了该方法能有效探测并修复周跳。

中长基线三频GNSS模糊度的快速算法

通过研究三频最优组合观测值,分析制约中长基线三频模糊度快速解算的主要因素是残留对流层延迟。在此基础上,提出一种中长基线三频模糊度快速解算新方法,该方法先以较高成功率快速固定两个超宽巷模糊度,然后用这两个模糊度固定的超宽巷组合与任一窄巷组合构成无几何误差和无电离层延迟的新组合。由于该组合只受随机噪声的影响,通过对多历元浮点模糊度平均值舍入取整即可准确地固定中长基线的窄巷模糊度。最后基于GPS双频观测数据生成的三频数据,验证了本文观点的正确性和新算法的有效性。

基于双频GPS数据的单历元定向算法研究

在普通的基线长辅助LAMBDA搜索算法的基础上,提出了一种组合的模糊度搜索方法,确保了单历元算法的成功率和精度。实测数据的计算结果表明,本文所采用的单历元算法无论在静态还是动态情况下,都可以得到很高的成功率和很好的定向精度,也说明本文的实时单历元定向算法是可靠的,方案是可行的。

四旋翼飞行器姿态航向参考系统设计与实现

姿态航向参考系统(AHRS)是飞行器的关键载荷,决定了飞行器的飞行安全性与稳定性。为了给四旋翼飞行器控制提供可靠的姿态和航向反馈,设计并实现了基于多传感器数据融合的航向姿态参考系统。系统采用NXP公司的LPC1768嵌入式处理器作为导航计算机通过数字接口接收各个导航传感器(加速度计,角速率陀螺,电子罗盘)的数据并通过卡尔曼滤波完成数据融合和姿态解算,然后输出姿态和航向信息。最后,分析对比四旋翼飞行器搭载该姿态航向参考系统进行飞行验证记录的卡尔曼滤波处理的姿态数据和未经处理的姿态数据,结果表明所设计的姿态航向参考系统能够给四旋翼飞行器的姿态和航向控制提供可靠的姿态和航向反馈,提高四旋翼飞行器的姿态和航向控制精度,提高和改善四旋翼飞行器的姿态和航向稳定性。

病态总体最小二乘模型的正则化算法

当线性观测方程的观测向量与设计矩阵均包含随机误差时,需要采用总体最小二乘法进行参数估计,但传统的总体最小二乘无法处理病态问题,需要进行正则化处理。根据Tikhonov正则化原理,导出了等权总体最小二乘正则化解法的计算公式,并提出了用数值方法估计正则化解方差-协方差阵的方法。采用第一类Fredholm积分方程的算例验证了正则化总体最小二乘算法。结果表明:采用的设计矩阵和常数项向量都含有观测误差时,该算法能明显改善估值的精度。

GPS/GLONASS组合点定位模型及其精度分析

GPS与GLONASS系统的联合应用有利于提高单点定位的精度及稳定性。文中简要介绍GPS/GLONASS等导航系统,讨论GPS/GLONASS组合单点定位算法,并采用拉萨IGS站的观测数据计算分析GPS与GLONASS伪距单系统以及组合系统单点定位精度。结果表明组合定位精度优于单系统定位。

GPS伪距动态定位的移动窗口逼近模型

基于GPS伪距动态定位中载体的运动规律,提出了距离线性变化逼近模型,即在几个历元内先采用伪距差分单历元求解各历元的初始坐标,然后以各历元运动距离相等作为约束条件对各段距离进行调整,在满足所有调整值平方和最小条件下求解距离改正数以达到对各历元坐标修正的目的。实测数据验算结果表明,距离线性变化逼近模型较坐标线性变化逼近模型更能体现载体的实际运动规律,然而坐标二次曲线逼近模型是伪距动态定位中比较理想的数学处理模型。

大桥变形结构的精密测定及三维重建

结合宁波灵桥因火灾变形结构的测定与三维重建,探讨了变形结构的精密测定方法以及根据离散点三维坐标测量结果,基于Delaunay三角剖分和三角形三次方程插值的理论和方法,重建变形体表面三维曲面,并给出反映其变形大小的2-D、3-D图。结果表明,该方法能够检测并表达变形体的形变大小,且拟合曲面光滑。

新工科背景下科教融合人才培养的生长型方案探索与实践——以空天控制为例

新工科卓越工程教育建设理念对研究型大学科教融合人才培养模式提出新要求。该文对新形势下的科教融合培养模式进行概念性分析,并以学术实践和工程实践协同牵引为原则,探索一种学术研究与工程教育共生发展的生长型科教融合方案。该文结合飞行器智能控制领域相关科研和教学实践,讨论该方案的可行性和具体实施途径,旨在为新时期空天控制学科专业人才培养模式转型提供新思考。

基于相位差分的GPS/GLONASS组合定位算法研究

针对短基线详细研究GPS/GLONASS组合定位函数模型,引入一种简单易行的模糊度求解方法以正确固定GLONASS模糊度,最后笔者自编软件实现基于相位差分的GPS/GLONASS高精度组合定位,并采用实际数据验证其正确性和有效性。结果表明:GPS/GLONASS组合系统优于单系统,采用相位观测值可获得高精度定位结果。

穿戴式导航传感器在步行康复训练监控中的应用

针对步行康复训练中的实时监控问题,开发了低成本导航传感器的硬件平台,设计了一种计算步行距离的零速修正算法,给出了本地坐标系下的导航解算公式,并论述了三组零速检测阈值联合判决条件。最后通过实验验证了本文所提出算法的正确性和实用性,可满足步行康复训练监控的应用需求。

广电行业云平台运用之探讨

广电行业在媒体融合时代越来越迫切需要推进媒体转型,文章介绍了现阶段各类广电云平台运用的功能、特点,广播电视台在不同工作场景采用何种云平台,以较少投资快速推进广电媒体转型。

低成本分布非编网络的构建及其优缺点

介绍了一种低成本分布式非编网络的构建方法,兼论其依据的基于CPU+GPU+IO卡的软件型非编机、1394接口、电缆千兆IP网络等技术,以及与以前有卡非编机+双网结构的非编网络系相比,各自所具有的优缺点及需改进的方面。

文件型全数字制播一体化的可行性探讨

非线性编辑制作网络技术和硬盘播出技术在广电行业的广泛应用为全数字制播一体化提供了技术基础，电视节目制作大体上可分为摄像、制作、播出、传输、接收等几个环节，现阶段的全数字制播一体网络按这几个环节的连接方式来划分大体上可分为两种，一种为通过串行数字视音频流（如SDI）连接，另一种为通过素材文件共享来连接。