一种改进的均方根容积粒子滤波算法

传统的粒子滤波算法在重要性采样估计时忽略了当前量测影响。在非线性场景下,传统的粒子滤波导致个别粒子具有大权值,造成估计结果精度差。针对该问题,结合均方根容积卡尔曼滤波(SCKF)算法和Gating技术,提出了一种新的重要性函数估计算法。本算法将后验概率作为重要性采样函数,通过利用SCKF和统计距离,建立粒子与量测的关联关系,实现对重要性采样函数的均值和协方差矩阵的估计。而后,使用粒子滤波算法,对多目标状态和数目进行估计。实验表明,在非线性跟踪场景下,本算法估计精度高,估计结果稳定。

VANET中基于平均距离的三维TDOA定位算法

精确定位是安全高效的车载自组织网络(Vehicular Ad-hoc Network,VANET)的关键因素。由于车辆的高速移动性,VANET的拓扑结构具有动态性、随机性等特点。直接由信标节点测量得到待定节点的定位参数估计精度较差,大幅度降低传统的TDOA定位算法的精度。从VANET网络的实际特点出发,提出一种基于平均距离的三维TDOA定位算法。该算法考虑三维的道路交通环境,将多个信标节点测量得到的距离平均作为TDOA定位算法的参考距离,利用Taylor级数展开法求解得到待定节点的位置;并理论分析所提定位算法的估计精度——克拉美罗下界。所提算法通过平均化处理降低网络动态的拓扑结构所引起的测量误差,在一定程度上提高待定节点的定位精度。仿真验证算法的合理性,当信标节点数目为5、测量误差的标准差为5米时,定位精度在TDOA算法的基础上提高0.57米。

基于EEMD和马氏距离的高压断路器机械故障诊断研究

断路器的振动信号可以有效反映其机械运行状态,针对目前使用振动信号判别断路器常见机械故障正确率较低的现状,提出一种基于集合经验模态分解(EEMD)和马氏距离判别法的高压断路器机械故障诊断方法。首先,针对断路器振动信号的瞬时非平稳特性,使用EEMD将其分解得到若干个固有模态函数(IMF)。然后,基于EEMD的能量熵并联合其均方根值,构造一种新的故障特征向量。最后,利用马氏距离判别法进行机械故障识别。实验结果表明,该方法用于识别断路器正常、传动机构卡涩和基座螺丝松动等常见机械故障时,正确率可达到95.7%,具有较高的实际应用价值。

反距离加权法天气衍生品空间基差风险对冲效果

天气衍生品作为一项金融创新产品,为天气风险的管理和转移提供了新的途径。与传统衍生品不同的是,天气衍生品合约标的物是常见的天气变量,本身不具有资产价格,因此面临的并不是传统意义上的基差风险。天气衍生品的基差风险包括产品基差风险和空间基差风险,这些基差风险严重影响着天气衍生品的风险对冲效果,阻碍了市场发展,也是研究的重点与难点。相比产品基差风险因特定部门而异,空间基差风险具有不可避免的特点。依据反距离加权法,增加空间多样性构建天气衍生品组合,可用于对冲空间基差风险,但需要经验数据验证。研究表明,天气衍生品收益与假设收益的均方根误差(RMSE)能够很好的量化天气敏感企业遇到的天气风险,天气风险对冲效果可以通过RMSE的变化值进行度量;构建中国华东地区降雨量看跌期权交易,相较单一地区收益偏差,期权买方采用空间组合策略取得了更好的空间基差风险对冲效果。此外,研究结果发现,在构建天气衍生品空间组合时,组合中气象观测点的数目并不是越多越好,即较少的观测点个数即能显著降低天气风险对冲效果,这也为实践操作提供了便利。

用于交通流预测的带距离权重模式识别算法

基于带权重的模式识别算法（WPRA）的交通流短时预测根据历史交通模式所属时段特征区分不同历史状态值权重系数的大小，但权重值的主观设定降低了方法实际应用的可靠性．通过分析基于数据驱动的非参数回归交通流预测算法核心原理，针对WPRA模型权重系数的主观随机性进行预测算法改进，建立了能预测短时交通流的带距离权重的模式识别算法（DWPRA）．最后，应用实际交通流数据引入均方根误差进行算法验证，验证结果显示相同近邻K值情况下，DWPRA比WPRA均方根误差降低约4．8％～7．1％，证明了算法的有效性．

相对欧氏距离坐标转换误差评价方法的无效性证明

针对机械部件数字化对接过程中广泛涉及的坐标转换问题,定义了两种坐标转换误差评价模型:转换点集-转换点集误差模型和转换点集-测试点集误差模型;详细分析了坐标值误差法、均方根误差法和相对欧氏距离误差法等3种误差评价方法,并利用理论推导与计算机仿真实验证明相对欧氏距离误差法对于转换点集-测试点集误差模型的无效情况:即一旦测试点集位置固定,无论转换点集发生怎样的变化,相对欧氏距离误差参数值始终为一固定常数。

室内短距离无线环境5.8GHz频段传播特性研究

在室内办公室环境中,测量了5.8 GHz频段的短距离无线传播特性。基于大量的实测数据,利用线性回归建立路径损耗模型并得到阴影效应的统计特性。通过对测量频率响应傅里叶反变换得到冲激响应的功率延迟谱,得到时域均方根时延扩展的统计特性。进一步建立均方根时延扩展和频率相干带宽的经验指数反比关系表达式,并分析时延扩展与阴影效应之间的负相关性。上述研究结果可为"物联网"末端无线传感网中的节点布置、功率控制、射频识别等设计工作提供理论和实践依据。

一种改进的室内无线电波传播模型

无线电波传播特性主要取决于收发设备之间的距离,然而当电波传播环境复杂时,对数距离传播模型的预测误差较大。为了解决这一问题,提出了一种由传播距离和方位角共同确定的改进的室内无线电波传播模型,并以云南大学信息学院四楼局部区域为例对模型的有效性进行了仿真和验证。结果表明,所提出的模型能够比较准确地预测满足特定传播距离与方位角的区域的无线电波传播特性,并可以通过参数n的取值推断预测区域与在发射设备之间存在建筑墙体的数量。在发射场景1下对数距离传播模型的最大均方根误差为12 dB,所提模型仅为2 dB;在发射场景2下对数距离传播模型的最大均方根误差为25 dB,所提模型仅为5 dB。不同场景下得到相似的结论表明所提模型具有普适性,同时预测误差小表明其具有潜在的应用价值。

基于VMD-HDNLM的下肢肌电噪声信号处理方法研究

针对归一化最小均方(NLMS)算法初始滤波效果较差以及非局部均值(NLM)滤波鲁棒性较差的问题,本文提出一种基于变分模态分解(VMD)-豪斯多夫距离非局部均值(HDNLM)滤波改进模型。对于下肢肌电信号中的电力线干扰和高斯白噪声,利用VMD对含噪声信号进行分解,通过HDNLM对分解信号进行滤波,并把滤波输出的信号进行叠加,最后利用信噪比(SNR)和改进的均方根误差(IRMSE)来评价算法的性能。实验结果表明,在16块肌肉肌电信号中,当噪声幅值是0.1~0.2 M时,NLM及其改进NLM(INLM)相对于VMD-HDNLM和NLMS,其平均滤波的效果较好;但是当肌电信号噪声幅值是0.3~0.5 M时,VMD-HDNLM的IRMSE值相对于NLM、NLMS和INLM平均提高0.64%、1.84%、3.11%和13.95%、12.77、11.07%以及1.05%、1.74%、2.85%。与此同时,VMD-HDNLM算法要比NLM、INLM算法取得IRMSE较小值的参数范围更广,其鲁棒性较好,在实际情况中取得较优值的概率更大。

基于改进容积卡尔曼滤波的纯方位目标跟踪

为处理纯方位跟踪的非线性问题,提出了距离参数化均方根容积卡尔曼滤波,在消除距离信息不可测对跟踪影响的同时弱化了计算机有限字长截断效应所引入的误差。在假设目标的初始距离信息用多个参数化模型表示的基础上,对每个模型独立进行均方根容积卡尔曼滤波,并依据贝叶斯准则计算各滤波结果对应的概率,将概率和对应结果的加权融合作为最终滤波结果。实验仿真表明,该滤波虽略微提升了计算复杂度,但获得了更好的滤波精度和鲁棒性。

倾斜断层不对称分布引起的几何效应--上下盘效应

首先介绍了具有加权平均意义的均方根距离Drms.与断层距Drup和发震断层距Dseis相比,均方根距离可以真实地反映观测点与倾斜断层的整体靠近程度.然后利用断层距、发震断层距和均方根距离,通过回归分析分别对1999年集集地震加速度峰值的上下盘效应进行研究.残差分析表明上盘的加速度峰值明显大于相同断层距或发震断层距处下盘的加速度峰值,而相同均方根距离处的上下盘观测点的加速度峰值没有明显差异.这说明上下盘效应是一种由于倾斜断层的不对称分布引起的几何效应,因此进行地震动衰减分析时,如果采用均方根距离作为观测点与断层之间的距离标准,上下盘效应对近断层地震动的影响可以忽略.

一种基于遥感图像仿真的大气查找表优化方法

通过MODTRAN4建立地表反射率-入瞳处辐射亮度在可见光至近红外波段的大气查找表,研究时间因子对入瞳处辐射亮度值的影响,发现入瞳处辐射亮度值与日地距离订正系数随时间成反比,得到用任意一积日的入瞳处辐射亮度数据即可求得其他积日数据的方法.对其进行均方根误差分析的结果表明该方法可行,利用该方法将大大减少查找表的数据量,实现结构的优化.

基于零序电流波形相似度的接地故障定位方法

为了准确定位小电流接地系统中单相接地故障点,在中心站故障定位系统架构下,基于暂态录波故障指示器,将故障定位转化为比较零序电流相似度的问题。在对线路拓扑结构采用六位数编码进行描述的基础上,设计了基于离散均方根距离的故障定位算法。通过仿真模拟实际运行中可能出现的各种接地故障,并进行定位试验。测试结果表明,将对比零序电流波形相似度应用到配电自动化在线监测领域中进行接地故障定位是可行的。

基于改进AKAZE算法的无人机影像匹配

针对如何稳定、高效、精确、高精度地进行无人影像匹配,提出一种改进的AKAZE算法。该算法首先利用AKAZE算法构造非线性尺度空间进行特征点检测;然后利用LATCH描述符对获取的特征点进行描述;接着利用Hamming距离作为相似性测度对特征点进行K近邻匹配,并采用比值提纯法进行粗匹配;最后,利用随机抽样一致(RANSAC)算法并结合均方根误差(RMSE)进行约束对粗匹配结果进行过滤,剔除错误匹配,得到精确匹配结果。实验结果表明,该算法在保持较高准确率、亚像素级匹配精度的同时具有较好的时间效率,且其对亮度、图像模糊以及压缩等变化具有较好的稳定性。

近断层地震动的上/下盘效应研究

近断层地震动由于其自身不同于远场地震动的特征以及对工程结构产生的严重破坏,成为近年来工程地震界的研究热点。近断层地震动的影响因素众多,除常规的震源、路径以及场地条件之外,上/下盘效应和破裂方向性效应的影响较为突出,两者对近断层地震动的峰值、频谱、持时以及空间分布产生重要的影响。

利用imaging方法提取高能重离子碰撞中Core-Halo模型发射源的信息

根据对高斯源的检验,引入两个π介子相对距离的均方根半径Rrmst来表示高能重离子碰撞中π介子发射源的空间尺寸。利用imaging计算方法可以不依赖于源模型计算出相对距离的均方根半径。对Core-Halo模型进行计算并与高斯拟合结果比较,结果显示,由于长寿命共振态衰变产生的π介子的贡献,半径Rrmst显示出较大的π介子发射空间。另外,对于π介子为混沌发射的情况,通过imaging方法计算得到的π介子发射源的混沌性参量明显大于高斯拟合所得到的结果。

南海北部海域声速剖面水平变化环境声学层析

为获取水平变化的海水声速分布,在等效平均海水声速反演基础上,提出了一种声速剖面水平变化环境声学层析方法。首先利用经验正交函数结合匹配场处理方法反演不同距离下的等效平均声速剖面,进而通过逐步迭代重构出随水平距离变化的声速场分布,并通过数值仿真及海上实验两方面验证了声速剖面水平变化环境声学层析方法的可行性及其准确性。结果表明:声速剖面水平变化环境声学层析结果与实验测量声速剖面均方根误差小于0.8 m/s,利用声传播信号基本能较为准确地重构出随距离水平变化的海水声速分布,为进一步层析中尺度三维结构及声呐水声环境保障应用奠定了基础。

差分GPS模拟器中模拟船位的误差模型

阐述研制差分GPS模拟器的重要意义,介绍在误差评估中常用的概念:几何精度因子(GDOP)、用户等效测距误差(UERE)、距离均方根(DRMS)、圆概率误差(CEP)。在大连海事大学基于GPS OEM板的GPS模拟软件基础上增加差分功能,采用新的误差生成算法,生成误差分布更加合理地模拟DGPS船位,同时改善原有的模拟船位的生成方法,完善其他各项功能。

基于残差分布度量的M矮星细分类研究

恒星光谱分类是天文数据处理中一项非常重要的工作,主要对海量光谱巡天数据按照其物理性质进行分类。利用残差分布度量的方法对LAMOST巡天中观测到的M矮星光谱进行细分类研究。残差分布度量是一种光谱间的距离度量方法,计算光谱之间的距离时,先将两条光谱进行归一化处理,之后计算对应波长采样点处的残差,最终以残差分布的标准差作为光谱之间的距离。使用LAMOST DR2中释放的M矮星光谱进行细分类实验。实验结果表明,残差分布度量方法能比较准确地对M矮星光谱数据进行细分类。还研究了信噪比、离群点以及残差标准化系数等因素对分类结果的影响。

基于逆协方差交叉的分布式航迹融合算法

针对航迹融合中数据相关性未知的情况,本文首先研究了航迹融合预处理手段,实现了局部航迹向全局航迹的坐标转换与航迹间的时间对准。然后研究了基于逆协方差交叉的分布式航迹融合算法,并利用结合位置均方根误差、状态协方差矩阵及海林格距离等指标的航迹融合评价指标对算法性能进行全面公允的分析,避免了单一指标的局限性。通过理论分析以及计算机仿真,与协方差交叉算法进行对比验证了该算法的有效性,同时验证了本文航迹融合评价指标的合理性。