基于灰色模型和RBF神经网络的MEMS陀螺温度补偿

MEMS陀螺的零偏随温度呈非线性变化,同时含有较大的随机噪声。针对传统的多项式模型难以精确表达零偏随温度变化的问题,提出了一种基于灰色模型和RBF神经网络的MEMS陀螺温度补偿方法:首先用灰色模型对数据进行预处理,以减小原始数据的噪声;然后用降噪后的样本数据对RBF神经网络进行训练。在相同的训练次数下训练误差可减小一个数量级。验证试验结果表明,采用该模型补偿后的陀螺零偏误差较传统的多项式模型减小一个数量级,较未经预处理的RBF神经网络减小2/3。

基于平稳小波变换的陀螺仪信号去噪方法

针对传统小波去噪效果的局限性,分析了平稳小波与经典小波之间的关系,首次将平稳小波用于陀螺仪信号去噪,并与经典小波的去噪结果进行比较;实验结果表明,陀螺仪信号经平稳小波去噪后的寻北精度明显优于经典小波,进一步验证了平稳小波变换具有较好的去噪效果.

低成本GPS/IMU组合导航中的速度匹配对准研究

由于低成本IMU的输出具有较大的偏差和噪声,地球的自转速率完全被淹没在其中,无法实现自对准。因此在低成本IMU/GPS组合导航系统的设计中,初始对准使用GPS提供的速度信息进行纠偏,从而较好的估计了航向误差和IMU参数误差。仿真和实际应用都得到了较好的效果。

基于小波阈值去噪方法的研究

系统地研究了小波的软阈值去噪、硬阈值去噪、garrote阈值去噪以及semisoft阈值去噪等四种阈值去噪方法,并把它们应用到典型的含噪信号中进行比较,最后对去噪的影响进行了阐述。

小波域中值滤波器设计的研究

小波阈值去噪方法被广泛地用在信号去噪中,但它主要是针对白噪声或者宽带噪声,对于脉冲噪声就得不到降噪的效果。该文提出了小波域的中值滤波器去噪方法,在Lee的局部滤波器基础上设计了小波域的中值滤波器,它能在有效去除白噪声的同时较好地去除脉冲噪声。

子波去噪技术在湍流信号处理中的应用

本文在分析了随机噪声的子波变换系数在不同尺度上的传递特性以及噪声信号奇异性与子波模极大值的关系后 ,提出了用尺度间变化的门限值来抑制带噪湍流信号在不同尺度上的噪声子波系数 ,从而实现了在重构湍流信号中消除噪声的目的 .本文给出了湍流信号的子波去噪的计算机仿真结果 ,并与傅立叶去噪进行了比较 ,从结果上看 。

自由湍射流多尺度湍涡结构标度律的实验研究

利用后向接收式激光多普勒测速仪（ＬＤＶ）对自由湍射流进行了测量，我们对采集到的充分发展的湍流信号先求其１－ ８阶的结构函数及其标度指数，结果验证了Ｋｏｌｍ ｏｇｏｒｏｖ提出的标度律理论． 然后用子波变换将自由湍流脉动速度分解为多尺度湍涡结构， 研究每一个尺度湍涡速度的结构函数的标度律及其与湍涡速度的自相关函数的关系．

小波变换域的局部自适应Wiener滤波器设计方法研究

小波阈值去噪方法被广泛地用在信号去噪中,这个方法在很多信号空间上是近似最优的。但在MSE意义上最优的信号估计是Wiener滤波器,鉴于传统小波变换域Wiener滤波器的缺点,本文设计了小波域局部自适应Wiener滤波器。实验仿真验证本方法具有较好的去噪效果。

相关地磁匹配定位技术

地磁匹配定位算法的本质是数字地图匹配,相关匹配算法是数字地图匹配的有效算法。在地磁导航中该匹配算法自适应实时构造基准数据序列,并以Hausdorff距离作为相关判断准则。为了提高了算法实时性,提出了预匹配和精匹配相结合的改进措施优化了运算过程。在预匹配过程中,由于地磁数据的离散性,搜索步长定为一个基本网格单元,并与序贯相似检测原则相结合,这样可快速排除非匹配区,筛选得到精匹配所需要的可行区域。在精匹配中,引入了双线性插值法对地磁场原始数据进行加密内插以提高匹配精度。最后利用地磁场数据进行了仿真试验,结果表明在一定条件下该相关匹配算法对地磁导航具有适用性。

关于陀螺信号处理中小波基选取的研究

在建立陀螺漂移的数学模型的基础上,使用不同的小波基对陀螺输出信号进行多尺度小波分解,去除由噪声产生的小波系数,从而达到消除噪声的目的。从不同小波基的滤波效果来看,双正交样条小波Bior1.5具有较好的去噪效果,从而也验证了小波对称性在陀螺信号去噪中的重要性。

基于小波变换的陀螺漂移建模与实验研究

在基于小波变换陀螺漂移建模方法的基础上对其进行了实验研究,详细阐述了实验的步骤,提出了有关工程问题的解决方法。实验结果表明,基于小波变换的陀螺漂移建模方法的精度高且明显优于传统方法。

泛克里金插值法在地磁图中的应用

克里金插值法是一种无偏、最优的插值方法,但普通克里金插值法要求区域化变量满足二阶平稳假设或是固有假设,但实际应用中这一假设往往无法满足,即存在漂移现象,由于地磁场数据存在有区域异常问题,因此是非平稳的,从而限制了克里金插值方法的应用。通过分析,泛克里金插值法可较好地估计和拟合地磁区域异常,因此可较好地解决地磁数据的插值问题。对地磁数据进行了泛克里金变异函数选取,并完成了地磁区域异常的二次多项式拟合。将克里金插值法和泛克里金插值法应用于地磁图插值处理,并利用交叉证实法验证,结果表明泛克里金法比普通克里金法具有更好的插值效果,得到的地磁图精度有提高。泛克里金插值法避开了克里金插值法的二阶平稳假设,使插值得到的地磁图更加符合地磁场特征。

抗野值自适应Kalman滤波及其在陀螺信号处理中的应用

针对陀螺漂移信号中野值的不良影响,从简化的自适应Kalman滤波算法出发,设计了抗野值的自适应Kalman滤波方法.通过在某型号高精度寻北仪上的试验验证,用该方法处理后所得方差为9.0809″,而常规Kalman算法所得方差为17.6919″,计算结果有所提高.试验证明,采用该方法不仅能够有效提高寻北仪的寻北精度,而且对系统的量测噪声不敏感.

SINS/GPS组合导航系统选星算法

选星算法是SINS/GPS组合导航定位系统中一个重要的步骤。在最佳选星算法的基础上,提出了一种适用于基于伪距、伪距率的SINS/GPS紧耦合组合系统的选星算法。该算法通过ENU(东北天)坐标系中几何矩阵及几何精度因子的定义,利用星历给出的卫星在ENU坐标系中的高度角和方位角解算出最佳四颗导航定位卫星,即基于G矩阵的选星算法。通过与两种常规选星算法的对比,验证了本算法具有较强的工程实用性。此外又推导了基于G矩阵的伪距、伪距率的SINS/GPS组合系统量测方程。该算法避免了求解卫星的位置,从而有效减少了计算量。

室内惯性/视觉组合导航地面图像分割算法

导航技术是机器人实现自主移动的关键技术之一。针对惯性导航创建全局导航地图困难等问题,提出一种新的惯性/视觉组合导航室内全局地图创建方法。规定机器人只能在地面区域中移动,并利用室内俯视图像建立全局地图,提出一种俯视图像地面区域的自动分割算法。首先,利用主元分析算法对图像的局部颜色特征进行降维;其次,利用聚类算法对地面区域进行自动分割;最后,建立了室内俯视图像数据库并对算法的性能进行了验证。由于第四组图像中包含反光区域,算法的分割结果较差,平均正确分辨率为75%。算法在其他各组的平均正确分割率为85%左右。为提高算法的性能,可在应用本算法前利用反光区域检测算法对图像进行预处理。

基于INS/GPS组合导航的自适应模糊卡尔曼滤波

针对组合导航系统量测噪声统计特性随实际工作条件的不同而变化的特点,提出了一种基于模糊自适应卡尔曼滤波的INS/GPS组合导航算法。该方法通过监视理论残差和实际残差的协方差一致程度,应用模糊系统不断调整滤波器的增益系数,对卡尔曼滤波器进行在线自适应控制,最终实现最优估计。通过对INS/GPS组合导航系统的跑车试验,结果表明该方法在高噪声环境中具有良好的信息融合能力,能有效跟踪研究对象的状态变化。进一步表明该方法是有效、实用的。

地磁辅助惯性导航系统的数据融合算法

对地磁辅助导航技术的基本原理进行分析,详细介绍了采样卡尔曼滤波算法并将其用于惯性/地磁导航系统的数据融合,即通过设计少量的sigma点,并计算这些sigma点通过非线性函数的变换,从而获得滤波值基于非线性状态方程的更新。仿真表明,特别是当系统非线性较大时,采样卡尔曼器性能明显优于扩展卡尔曼滤波器。因此,从某种程度上说,采样卡尔曼滤波可以替代扩展卡尔曼滤波在地磁辅助导航系统中使用。

双正交小波在陀螺信号去噪中的应用

本文在用双正交小波对陀螺信号进行不同尺度分解的基础上,结合传统的信号分析方法,得出小波系数是由噪声产生的,从而提出合适的小波去噪方法。本方法在应用中得到较好的去噪效果。

基于电子海图显示信息系统的惯性/地磁组合导航

为实现惯导系统长时间高精度导航,以性能优良的电子海图显示信息系统为开发背景,对地磁匹配辅助惯性导航系统进行了设计和仿真实验。在原有电子海图显示信息系统的基础上开发了数据采集模块、地磁数据库模块、惯导/地磁匹配模块、惯导误差估计模块等功能软件,并对各功能模块进行了深入分析。仿真试验结果证明,基于电子海图显示信息系统的惯性/地磁组合导航达到了校正惯性导航系统,实现高精度导航的目的。

模糊小波阈值去噪方法的研究

为了避免由于阈值选取不当造成信号失真,将模糊理论引入到小波阈值去噪中,利用两个常用隶属函数构造了两种模糊阈值去噪方法。仿真结果表明上述方法有效地避免了小波阈值法误判的缺陷,去噪效果明显。