基于超宽带技术的运动目标跟踪高精度定位系统设计

为克服运动目标不断变化导致跟踪定位精度较低的问题,设计基于超宽带技术的运动目标跟踪高精度定位系统;图像采集模块由FPGA单元、VGA显示单元、帧缓存单元以及图像采集单元构成,以此实现运动目标跟踪与定位中的图像采集,在超宽带技术模块中,设计超宽带运动目标定位所需的天线、定位基站、移动节点,完成超宽带动态组网,实现硬件系统的设计;基于硬件系统采集到的图像,实施图像灰度化处理、形态学滤波处理,以增强图像中有用的信息,设计TLD运动目标跟踪算法,随着运动目标开始运动,TLD模型会不断学习跟踪的运动目标,获取目标在距离、景深、角度等层面的改变,并不断学习、识别,达到良好的跟踪效果,基于超宽带技术设计运动目标动态定位算法,依据跟踪结果实现运动目标的高精度定位,完成软件系统的设计;实验测试结果表明,该系统在中、远距离目标跟踪与定位实验中跟踪错误率低于0.60%、2.4%,沿着S型运动时,路线弯折处的定位误差较低,与实验运动目标的飞行路线相贴合,具有良好的定位能力。

基于粒子群优化的传感器预分配方法

针对实时传感器管理算法的局限,在深入分析传感器管理问题本质特征的基础上,提出一种传感器静态预分配方案。然后,以低轨星座目标连续跟踪为应用背景,提出一种基于修正粒子群优化的传感器预分配方法。仿真实验表明,所提方法虽然需要较长时间的静态分配过程,但是其实时运算效率明显高于实时传感器管理算法,因而给上层系统设计留下更多富余时间。

Cooperative distributed target tracking algorithm in mobile wireless sensor networks

The paper proposes a cooperative distributed target tracking algorithm in mobile wireless sensor networks.There are two main components in the algorithm:distributed sensor-target assignment and sensor motion control.In the key idea of the sensor-target assignment,sensors are considered as autonomous agents and the defined objective function of each sensor concentrates on two fundamental factors:the tracking accuracy and the tracking cost.Compared with the centralized algorithm and the noncooperative distributed algorithm,the proposed approach will not only lead to reasonable measuring performance but also benefit system with low computational complexity and communication energy.Also,a sensor motion algorithm based on gradient control is presented in the paper to trace the targets to reduce tracking error.Simulation results show that the cooperative distributed sensor assignment algorithm has advantages over the centralized algorithm without sacrificing much tracking performance.

基于实值粒子群优化的STSS系统传感器管理算法研究

针对 STSS 系统中段弹道目标传感器管理问题,通过分析中段目标跟踪的影响因素,提出了一种新的优化目标函数。并在分析基于二进制粒子群优化的传感器管理算法缺点的基础上,通过对粒子的降维处理和位置矢量更新式的改进,提出了一种基于实值粒子群优化的传感器管理算法。最后,根据中段弹道目标跟踪典型场景下的仿真实验分析,给出了目标函数加权系数的优选方案,并比较了几种方法的性能。仿真实验表明,所提优化目标函数能有效进行多传感器的管理调度,且基于实值粒子群优化的传感器管理算法是一种更加高效的方法。

基于空天信息的异类传感器模糊航迹关联算法

针对空天高速飞行器这类目标的跟踪问题实时性和精确性要求高的特点,高速飞行器目标的航迹关联问题同样要求高实时性和精确性。使用一种将粗关联和精关联相结合的模糊关联方法,对现有的模糊关联算法进行改进,综合考虑了目标的位置信息(距离和角度量测)和属性信息(目标的身份信息等),使用多因素模糊综合决策方法进行关联,使用模糊判决规则进行相关判定,对关联成功的航迹使用简单的加权融合算法进行航迹融合。模糊推理的方法较之传统的基于统计的方法,计算简单省时,提高了系统处理的实时性,仿真结果表明有效。

组网火控雷达传感器分配研究

从科学合理分配组网火控雷达资源出发,以扩展卡尔曼滤波跟踪为基础,研究了用航迹精度作为传感器分配准则的方法;针对火控提高航迹精度和反隐身目标、低空目标作战需求,考虑雷达布站对防空覆盖区域划分和对抗ARM,提出了单部火控雷达对单目标进行跟踪、多部火控雷达对单目标进行跟踪和多部火控雷达对单目标间歇式轮换跟踪3种分配方式,对在不同方式下基于航迹精度的传感器分配方法进行讨论分析;设定组网系统雷达布站、目标运动和典型参数进行了仿真实验,通过仿真结果表明:3种分配方式的合理性和可行性。

阳光输送机中高精度自动跟踪系统的实现

实现了一种运用在阳光输送机中的高精度自动跟踪系统;该系统通过由光敏电阻特殊设置的传感器组采集太阳光并转变为电信号,经过处理之后由单片机驱动电机使得聚光体始终对准太阳(误差≤±0.2°);从而实现太阳光始终基本垂直照射到平面菲涅尔聚光透镜上,并经过折射全部汇聚到光纤输入端,再由光纤传输到室内,从而实现自然光的直接照明;该系统配备有手动调节模块,可以随时手动调节聚光体旋转,由此可以达到监控和测试的目的。

用于太阳能集热装置的太阳跟踪传感器

太阳跟踪系统精度偏低对太阳能热发电的效率的提高有一定的影响,如何提高跟踪系统的精度也是研究太阳能利用的一个重要方面。本文介绍了一种新的太阳跟踪传感器的设计方法,把太阳位置的偏差信号通过数模转换转化成数字量作为控制信号来精确控制步进电机调整传感器位置,与以往运用简单的电平信号来判断太阳位置的方法相比,能够实现高精度测量,也有利于把信号的传输。实验表明,测量精度能够满足太阳跟踪系统的需要,该设计具有一定的实用价值。

纯方位被动多传感器多目标跟踪算法

多传感器多目标跟踪中的数据关联问题是目标跟踪领域中的难点及核心。若传感器是只有角度量测的被动传感器,关联问题则变得更为复杂。针对纯方位多被动传感器系统的多目标跟踪问题,提出了一种基于高斯-厄密特滤波的动态多维分配方法。首先建立了直角坐标系下多被动传感器的高斯-厄密特滤波模型;在该模型的基础上,采用多维分配问题的思想,直接建立各传感器角度量测与目标角度预测值的候选关联组合,并将其进行动态地分配,提高了关联效率。仿真实验表明,该方法可以实时、高效地解决多被动传感器系统中的数据关联问题,并且能够对多目标进行稳定的跟踪。

低轨星座传感器资源预分配管理方法

针对低轨星座传感器管理中跟踪任务不确定的问题,通过引入目标跟踪有限状态机模型,提出了一种基于自适应周期长度和事件的传感器资源预分配管理算法。该方法通过动态调整预分配周期长度,使管理算法适应跟踪场景的动态变化;并通过采用划分时间网格和资源多级分配的方法,降低了资源对目标可视关系的复杂性,使资源分配更加合理、均衡。仿真结果表明,在多目标密集分布的场景下,所提出的方法可以达到与单目标场景相当的跟踪精度。

天基光学传感器网络动态预指派算法

针对天基光学传感器网络实时调度算法的局限,深入分析目标运动特征,提出一种传感器预指派模型.在多目标传感器资源需求紧耦合和松耦合条件下,引入实时修正机制,分别提出基于修正粒子群优化和分段指派的传感器动态预指派算法.资源需求紧耦合和松耦合场景下仿真实验表明,动态预指派算法虽然需要较长时间的预先指派过程,但其实时修正的运算效率明显高于实时调度算法,为上层系统设计留下更多富余时间.

基于多传感融合的车道线检测与跟踪方法的研究

车道线的有效检测与跟踪是智能车正确识别道路的前提。针对现有车道线检测与跟踪算法效率不高的难题,提出了一种基于视觉传感器与车道级高精度地图相融合的车道线检测与跟踪方法。该方法首先用改进的Hough变换提取边缘线段;然后基于滤波预测与更新车道线模型状态参数;最后结合高精度地图中车道线先验模型参数,跟踪车道线轨迹。现场实测结果表明,算法的实时性和鲁棒性满足算法性能评价体系的各项指标,较符合智能车对车道线检测的要求。

矿井信集闭系统中车载式机车定位传感器

为解决以往煤矿井下运输信集闭系统中依赖轨道铺设的传感器实现机车位置监测的可靠性差的难题,本文提出一种不依赖轨道铺设传感器的机车位置监测的煤矿铁路运输信集闭系统,采用捷联惯性导航技术,设计了依靠电机车自身精确定位的信集闭系统。重点介绍捷联惯性导航系统的算法问题以及车载式机车定位的硬件设计方案,经实验测试,取得了良好的效果。

一种实用新型阳光自动跟踪系统

提出了一种低成本、高精度的阳光自动跟踪系统。采用由光敏电阻组成的感光器进行定位,STC12C5A60S2单片机进行双轴控制,用小范围跟踪、大范围寻找的方式实现二维自动跟踪。系统跟踪时间长,在一年四季的早晚日出、正午、雨天时段均能稳定工作,跟踪精度达到0.1°,解决了太阳光时变性问题,提高了太阳能利用率。目前已成功应用于某隧道太阳光增强照明系统中。

基于搜索引擎结构的多传感器管理机制

针对以往组建多传感器对多目标跟踪联盟过程中,缺少对联盟的实时性、单目标跟踪精度和能耗需求考虑的问题,提出了基于搜索引擎结构模型的多传感器管理机制。在该机制中,检索器以对单目标的跟踪精度需求和能耗需求为关键词,检索传感器跟踪联盟方案。在此基础上,描述了传感器网络对单目标建立传感器跟踪联盟方案的过程。建立了在多目标同时来袭的情形下考虑单目标跟踪精度需求和能耗需求的传感器跟踪联盟模型,继而提出检索器检索传感器跟踪联盟方案的改进人工狼群算法。仿真结果表明,采用此方法,能够有效找到既满足单目标跟踪精度需求和能耗需求,又具有较高适应度的传感器跟踪联盟方案。

自动跟踪动压平衡烟尘采样仪的研制

ＧＭ１００Ｃ动压平衡自动跟踪烟尘采样仪，跟踪精度高，响应时间快，无需换孔板，只要拨动波段开关就可换采样嘴。

杂波环境下基于数据压缩的多传感器容积滤波算法

针对杂波环境下非线性系统中多传感器多目标跟踪问题,基于广义多维分配(S-D分配)规则获取最佳的量测划分,通过多传感器数据压缩技术得到等效量测点与等效量测协方差,结合容积卡尔曼滤波原理实现多目标跟踪,提出了一种基于数据压缩的多传感器容积滤波算法(SD-DCCKF)。仿真结果表明:相对已有算法,SDDCCKF不仅避免了因模型线性化误差导致的滤波发散问题,而且克服了算法在高维系统中数值不稳定的缺点,算法估计精度较高,收敛速度较快,能够更加有效地解决非线性系统中的多目标跟踪问题。

基于改进AHP的低轨星座传感器调度方法

针对低轨星座传感器调度,分析了影响调度的因素,用改进判断矩阵的构造方法建立相应的调度准则,提出了一种基于改进层次分析的传感器调度方法,有效克服了传统层次分析方法需要一致性检验的缺点。典型场景仿真结果表明:改进层次分析法的性能明显优于传统层次分析法。

高精度太阳追踪系统研究与实现

太阳追踪系统通过对太阳位置进行定位并进行实时追踪,在新能源行业得到了广泛应用。利用传感器实现了一种高精度太阳追踪系统,该系统用GPS对太阳位置进行粗定位,再通过基于小孔的PSD传感器对太阳进行精细的自动追踪。系统对传感器做了优化设计,保证了追踪精度;采用粗定位与精度结合的方式,对追踪算法做了优化设计,从而提高了追踪速度。

基于时变量测方差的多传感器多目标优化分配算法

在目标跟踪过程中,目标的动态模型通常在笛卡尔坐标系中,而量测是在极/球坐标系中得到的。在基于卡尔曼滤波及其一些改进算法中,设定量测方差固定不变,可能导致滤波发散。为此提出了一种基于时变量测方差的多传感器资源管理算法。该算法通过统计方法求出转换测量值误差的均值和方差,利用转化卡尔曼滤波算法估计误差协方差,基于协方差的效能函数进行多传感器多目标分配。仿真结果显示该算法在目标跟踪过程中满足跟踪精度要求,并实现传感器资源的充分的利用。