井下巷道新型可见光通信光源布局方法

目的针对井下巷道可见光通信信号差异大,导致接收端信号误差增大的问题,方法提出一种井下巷道新型可见光通信光源布局方法,并同现有光源布局方法进行对比,从光照度、接收功率、信噪比三个方面评估两种布局方法的系统性能。引入照度均匀度(IU)、功率标准偏差(STD)和信噪比的变化系数(CV)评估系统的整体性能。结果通过仿真实验,分析不同半功率角对本文布局方法系统性能的影响,从而得出半功率角的最优取值,为50°~70°。当半功率角为70°时,与现有光源布局方法比较,本文布局方法的光照度均匀度由0.758降至0.407,降低了46.3%,且最小光照度与最大光照度之间差异更小,光照度分布更均匀;功率标准偏差由0.97降至0.42,降低了56.7%,且降低了功率波动,接收功率分布更均匀;信噪比变化系数由0.0137下降到0.0072,降低了47.7%,信号分布均匀性更高。结论提出的光源布局方法整体性能优于现有方法的,为井下巷道的光源布局提供了新的解决方案。

基于改进人工势场法的AUV全局路径规划

目的为了解决AUV(autonomous underwater vehicle)在传统人工势场法路径规划过程中存在的碰撞、目标不可达和局部极小值等问题,方法提出一种基于改进人工势场法(improved artificial potential field,IAPF)的AUV全局路径规划算法。首先为解决引力过大导致的碰撞问题,引入作用阈限制目标点的吸引力;然后在斥力场添加距离修正因子修正斥力函数,防止目标点离障碍物过近时,由于斥力大于引力引起目标不可达现象,同时考虑到障碍物大小的不等性会影响斥力的作用范围,对障碍物的最小安全距离进行修改;最后在此基础上添加外力,利用外力和势场力的共同作用使AUV沿切线方向行驶,从而摆脱局部极小点或陷阱区域。结果仿真实验结果表明,本文算法能够规划出一条最优路径,与同类算法相比,本文算法运行时间短,成功率高。结论本文提出的基于改进人工势场法的AUV全局路径规划算法,通过引入作用阈、距离修正因子、最小安全距离修正以及外力作用,有效解决了传统人工势场法在AUV路径规划中存在的碰撞、目标不可达和局部极小值等问题。

双目视觉辅助PDR的组合导航定位方法

为提高室内定位系统精度和跟踪性能以及适应复杂环境,将行人航迹推算(Pedestrian Dead Reckoning,PDR)与双目视觉组合,提出一种双目视觉辅助PDR的组合导航定位方法.该方法通过选取或布置地标建立了地标位置数据表;基于轻量化目标检测实现了对地标实时双目测距,保证定位的实时性;利用PDR位置信息得到检出地标类别对应坐标,基于因子图的协同定位和误差估计算法将双目视觉与PDR有效融合,提高了定位精度并抑制PDR累计误差,同时对PDR中航向和单参数模型中单位转换常数进行误差补偿,提高PDR定位精度.实验结果表明,在地标纹理清晰且分布合理情况下,该方法能有效解决室内复杂环境下单一PDR累积误差问题,此外,对航向和单位转换常数实时补偿可提高组合定位系统的定位精度和稳定性.

基于网络资源的高级语言程序设计双语课程混合式教学改革

针对培养计算机国际化创新型人才中存在的问题,以高级语言程序设计双语课程为例,提出基于网课的线上线下混合式教学方法,从教材和网课选择、课堂教学方法创新、考核方式多元化改造等环节介绍教学改革实践过程,说明该方法可有效提高学生的双语课学习效果和自学能力,提升学生创新能力。

基于改进灯源布局和万有引力粒子群的可见光定位算法

对于室内可见光定位过程中存在光信号分布不均和定位复杂的问题,提出一种基于改进灯源布局和万有引力粒子群的可见光定位算法。通过改进室内LED灯的布局,使室内光照强度分布更加均匀,从而减少噪声影响,使得室内各个位置的接收功率更加均衡,在此基础采用改进的万有引力粒子群算法进行目标寻优。仿真结果表明,在5 m×5 m×3 m的室内环境中,该算法最大定位误差为1.23 cm,多点定位平均误差为0.71 cm,整体性能优于TOA/RSS定位方法和指纹定位方法。

多管火箭发射过程中定向器振动特性研究

为了在多管火箭发射过程中能获得准确的定向器管口振动信号,研究了多管火箭发射过程中定向器管口振动特性;利用多体系统传递矩阵法和发射动力学理论,建立了多管火箭发射动力学模型和仿真系统,通过多管火箭模态试验验证了模型的正确性;仿真获得了在发射过程中定向器管口振动的时域历程,利用离散傅里叶变换(DFT)技术,获得了在发射过程中定向器管口振动位移、速度和加速度信号的频域特性;在此基础上设计了椭圆滤波器,并通过对发射过程中定向器管口的加速度采集信号的滤波前后对比,验证了该研究内容的正确性和重要性,为多管火箭发射过程中定向器运动信号的采集和控制提供了重要参考价值。

基于FPGA的DDS信号发生器设计

在FPGA芯片实现的DDS信号发生器已有一定的应用范围,为获得较宽的频率输出范围,一般需要存储相当数量的波形离散值,占用大量的芯片逻辑资源;这篇文章研究在存储较少量的波形离散值的情况下,通过对系统时钟进行分频,减小输出频率最小值,同时提高在低频处的频率分辨率,通过设定频率控制字为存储离散值个数的约数,保证输出波形重构良好、频率失真度低,节约芯片资源;该设计方案可输出多种波形,其中方波占空比亦可调节,将幅度调节设计在模拟运放电路中,可对幅度进行连续调节;整体设计软件化、模块化,易于调整和扩展;经验证,本设计方案可行,达到预期效果,有一定的工程指导意义和实用价值。

提高多管火箭射击密集度设计技术研究

为了提高多管火箭的射击密集度,利用多体系统传递矩阵法建立了某多管火箭发射动力学模型和射击密集度仿真系统,用多管火箭固有振动特性的模态试验结果验证了相关仿真结果,利用仿真系统对不同发射环境下振动特性、动力响应和密集度进行仿真研究,并对射序和射击间隔对密集度的影响进行仿真研究,得到提高多管火箭密集度发射的最佳射序和射击间隔,研发了小型化的多管火箭可变射序和射击间隔发火装置,可实现最佳射序和射击间隔高密集度发射,在某次密集度试验中,利用该发射技术使某多管火箭射击密集度提高20%以上。

基于线上教学的留学生混合式教学方法改革

国家疫情时期"停课不停教、停课不停学"的政策要求下,针对如何有效开展留学生教学的问题,以留学生计算机专业课高级语言程序设计课程的教学实践组织方法为研究对象,比较和分析留学生学习特点、教学实践过程中存在的问题,提出基于线上教学资源和线下实践相结合的混合式教学方法,给出采用线上优质网课为主线,利用云平台、QQ或微信群等多形式组合协助完成的教学改革案例,最后总结这种混合式教学方法的有效性和可推广普及的特点。

基于UWB的密集行人三维协同定位算法

针对复杂室内环境中密集行人定位精度低、超宽带(UWB)基站密度要求高的问题,提出一种基于UWB的密集行人三维协同定位算法。首先使用聚类算法抑制测距数据中较大非视距(NLOS)误差,并使用高斯均值混合滤波抑制标准测量误差;然后提出双层协同定位算法,建立协同定位数学模型,并结合迭代初始值获取策略进行初步定位,降低了基站数量要求,在筛选出NLOS误差较小的测距数据并修正后,进行二次定位;最后考虑行人高机动性,设计一种交互多模型卡尔曼滤波算法,缓解了定位结果跳变问题。实验结果表明,所提算法在弱NLOS环境和强NLOS环境下定位精度分别达到0.11 m、0.17 m,相比其他算法,具有较高定位精度,进一步降低了对UWB基站密度要求。

基于遗传算法的无线传感器网络路由优化

无线传感器网络节点能量及通信能力有限,建立节能高效的路由路径是延长网络生命周期的关键。针对这一问题,基于遗传算法对无线传感器网络进行路由优化,考虑多种约束条件,提出了一种快速构建节能高效信息传输路径的算法。该算法考虑了网络拓扑结构及节点间的通信距离,避免生成无效个体,进一步优化了网络性能,同时将节点剩余能量及节点间的距离作为路由优化的约束条件,保证最佳路由的有效性。仿真结果表明,与Flooding算法相比,所提算法的网络能量消耗减少了约68%,网络寿命延长了约64%。

改进的扩展卡尔曼滤波算法研究

扩展卡尔曼滤波已被广泛地应用到工程实际等各领域,但是此算法因假设过程噪声固定而带来误差,精度不高。研究了一种改进的EKF算法,主要通过假设过程噪声由滤波结果和观测结果得到,再用差分进化算法对所得到的过程噪声方差进行最优化选择来提高滤波精度,通过Matlab对算法进行验证,并与EKF滤波效果、无迹卡尔曼滤波效果进行比较,结果表明,改进的扩展卡尔曼滤波算法减小了状态估计偏差,获得了比较理想的滤波效果,提高了滤波精度。

多管火箭定向器振动控制器设计与实现

为了对定向器振动进行有效控制,提高多管火箭射击精度,以多管火箭发射动力学与控制理论为依据,研究并设计了定向器振动脉冲推力控制方案;基于PXI总线技术,设计并实现了定向器X/Y/Z三方向共128路脉冲点火控制系统。系统主要由中心控制模块、多路通信模块、三方向数字控制输出模块组成;该控制系统具有多路数据通信、三方向多路脉冲点火指令形成和控制输出功能。物理仿真结果表明,该控制器可很好地完成定向器姿态信号的实时采集处理和三方向多路脉冲点火控制任务,为利用脉冲推力控制定向器振动,提高多管火箭射击精度奠定了现实基础。

基于改进IMM运动模型的室内定位算法

针对目标运动状态改变会导致目标跟踪算法精度下降甚至发散的问题,提出了一种基于交互式多模型(IMM)的目标跟踪算法。首先,IMM改进算法融合了非机动模型和Singer模型,Singer模型通过改变机动频率和加速度方差可以较好地适应强机动目标。其次,针对初始定位数据精度低的问题,采用到达时间差(TDOA)算法对定位数据进行初步估计,TDOA算法在视距环境下具有较高精度和较低的计算复杂度。实验结果表明:相比于传统IMM滤波算法,改进后的IMM算法能有效提高定位精度,实现了对目标的稳定跟踪。

基于IGGⅢ方案的自适应渐消卡尔曼滤波器

渐消卡尔曼滤波器滑动采样区间长度N的取值为单一定值,难以实现滤波精度与动态性之间的平衡。针对该问题,提出了一种基于IGGⅢ方案的自适应渐消卡尔曼滤波器。该滤波器进行新息异常卡方检测,通过构建一个类似于IGGⅢ权函数的三段式滑动采样区间长度N的取值函数,实现滑动采样区间长度N的自适应优化选取,提升滤波精度。Matlab仿真结果证明,基于IGGⅢ方案的自适应渐消卡尔曼滤波器在系统稳定情况下滤波结果更加精确,系统模型参数发生变化时具有更好的动态性,能够实现滤波精度与动态性之间的平衡。

基于多体系统传递矩阵法的多管火箭定向器振动控制

应用多体系统传递矩阵法,建立了全新的多管火箭发射动力学控制模型,以二次型性能指标为成本函数,设计了脉冲推力器为控制执行机构的振动主动控制律,并设计了多管火箭发射系统在燃气流冲击下定向器的振动主动控制系统,获得了最优脉冲控制力幅值和脉冲推力器工作次数.应用设计的控制律数值仿真了某多管火箭定向器无控和受控状态下的振动响应,仿真结果表明该法可有效地降低定向器的振动.该方法易于工程实现,对控制多管火箭发射系统的振动、提高多管火箭射击的精度具有重要意义.

一种面向移动终端的K匿名位置隐私保护方案

针对当前位置隐私保护方案安全和效率问题,提出一种面向移动终端的K匿名位置隐私保护方案。首先在匿名区域选取2K个合理假位置,然后根据位置熵,从中筛选出K-1个较优位置,进而达到更优匿名效果;采用安全高效的不经意传输协议,避开了传统方案对可信匿名中心的依赖,提高了方案效率;同时可实现一次查询多个兴趣点的需求。安全分析表明,该方案满足匿名性,抗重放攻击和不可伪造性等安全特性。仿真结果显示,该方案具有更高的执行效率和隐私度,并具有较低的通信开销。

基于测距修正及改进鲸鱼优化的DV-HOP定位算法

针对无线传感器网络中传统DV-HOP(distance vector-hop)定位算法定位误差大的问题,提出基于测距修正及改进鲸鱼优化的DV-HOP(whale optimization algorithm distance vector-hop,WOADV-HOP)定位算法,该算法首先通过添加修正因子和引入权重来修正待定位节点和信标节点之间的测距值,减少测距误差。利用改进鲸鱼优化算法代替最小二乘法求待定位节点的坐标。仿真结果表明,在不增加额外设备的情况下,该算法比同类方法能更加明显地提高定位精度。

边缘计算场景下车联网身份隐私保护方案研究

针对车联网(Internet of Vehicles,IoV)环境中身份隐私信息易泄漏问题,基于椭圆曲线上的双线性对性质,提出一个隐私保护认证方案.该方案通过选取覆盖区域内某一移动边缘计算(Mobile Edge Computing,MEC)服务器作为可信中心(Trust Agency,TA),对车载终端(On Board Unit,OBU)和路侧单元(Road Side Unit,RSU)进行匿名化处理,实现终端用户身份隐私保护;采用单个及批量消息签名验证和去匿名化技术,实现终端车辆和路侧单元的可追溯性.分析表明,方案不仅满足正确性、不可链接性、不可伪造性、可追溯性、前/后向安全性和抵抗重放攻击等安全特性,而且在通信复杂度和时间复杂度方面具有一定的优势.实验结果显示,方案降低了消息丢失率、缩短了消息延迟.

基于WiFi的四边测距修正加权质心定位算法

针对现阶段无线信号传播过程易受周围环境干扰、运动载体定位算法精度低的问题,提出一种基于WiFi技术的四边测距修正加权质心定位算法。该算法首先运用近高斯拟合算法和卡尔曼滤波剔除RSSI数据中的突变数据和差异较大的数据,选出最优的RSSI值;然后根据无线信号传播路径损耗模型,运用RSSI值对移动终端和AP的距离进行模型计算;最后采用改进加权因子的加权质心定位算法并结合四边测距法对待定位点坐标进行计算。仿真实验表明:基于WiFi技术的四边测距修正加权质心定位算法相对提高了定位的精度。