基于优化估计的深度图像修复与误差补偿方法研究

针对Kinect传感器在获取深度图像时存在深度值随机跳变的不准确性问题,基于最优估计的思想,提出卡尔曼滤波与多帧平均法相结合的图像修复方法。首先利用卡尔曼滤波对多幅深度图像进行修复处理,实现Kinect传感器在采集信息过程中随着时间递推,深度值的跳变逐渐趋于平稳的效果;然后基于多幅图像平均法确定最终的深度图像,解决了Kinect获取深度值存在误差导致的不精确问题。实验结果表明,该算法的均方根误差为38.102 5,平均梯度为0.471 3,信息熵为6.191 8,与单幅图像修复效果相比,得到的深度图像边缘更加清晰。

基于定位误差估计的锚节点布局优化

大多数现有研究忽略了室内定位系统的最佳锚节点布局问题,传统多边测量定位算法误差分析中,存在误差面积不规则、计算困难等问题,作者提出了一种实现最小定位误差的锚节点布局方法。使用几何分析和实验分析相组合的方法研究定位误差和锚节点布局之间的关系,通过几何面积关系精确计算了双锚节点定位误差,提出了一种新的误差上限估计方法,这一误差上限反映了锚节点的位置和锚节点处的误差,可以用于比较任意两个锚节点布局之间的最大误差,描述误差的立体分布。引入耗散均匀搜索粒子群算法(dissipative uniform search particle swarm optimization,DUPSO),提出了一种新的多锚节点空间布局优化算法,找到了一种可以最大限度减少最大定位误差的最优布局。为了验证本文方法适用于各种规则、不规则环境以及不同数量锚节点最优布局的求解,仿真实现了不同数目锚节点和不同环境下锚节点的最优布局,并对不同的锚节点布局方法进行了比较。实验结果表明,使用锚节点的最佳布局,室内定位系统可以获得更高的定位精度。本文的布局优化算法是通用的,在实践中具有可行性和有效性。

一类特殊三次广义样条插值的误差估计的优化改进

笔者在一类特殊的三次广义样条插值的误差估计做出了下述优化改进:对3种不同形式下的具体问题给出了误差估计中的系数设定方法,同时亦给出了误差估计的详细计算步骤.对相关数学领域的后续工作提供了参考.

一类优化控制问题的有限元解的误差估计和超收敛

对积分微分方程的优化控制问题进行了介绍.讨论了积分微分方程的优化控制问题的混合有限元逼近,给出了优化控制问题的有限元逼近解的误差估计和超收敛性质.

高分五号卫星多角度偏振相机最优化估计反演:角度依赖与后验误差分析

多角度偏振相机(directional polarimetric camera, DPC)随高分五号卫星已经成功发射并持续获取全球观测数据.针对DPC在陆地气溶胶反演领域的应用需求,本研究基于多参数最优化估计反演框架,引入信息量和后验误差分析工具,讨论了DPC观测信息量对角度的依赖,给出了地表和气溶胶参数的后验误差,并分析了后验误差的影响因素.研究表明:1)卫星观测信息量随观测角度个数的增加显著提升, DPC多角度观测比单角度观测的总DFS(degree of freedom for signal)平均提高了5.45; 2)气溶胶反演比地表更依赖于卫星观测几何,散射角覆盖范围越大,观测包含的气溶胶信息量越多; 3)反演参数的后验误差随观测角度个数的增加显著降低,而气溶胶模型误差对后验误差的影响并不显著.总体来说,观测误差是影响反演结果不确定性的主要因素.本研究对DPC多角度偏振观测的反演能力以及反演不确定性进行了系统的定量评估,为DPC在轨测试及反演算法开发提供参考.

一种纬度估计算法优化及误差抑制技术研究

在战时,舰船会由于卫星信号受干扰等情况影响而无法获取准确的当地地理位置信息。这就需要船舶能够在行进中估计纬度。为提高纬度估计精度,提出了一种舰船行进中纬度估计算法优化及误差抑制方法。首先利用重力加速度在惯性坐标系的投影,构建几何解析方程求解一定精度的纬度信息。通过选取重力加速度最优积分区间,提高了动基座条件下的纬度估计精度。行进中的舰船易受风浪等因素影响,导致罗经测量的地球自转角速度和重力加速度受到严重干扰,因此纬度估计精度下降。针对该问题,采用最小二乘拟合算法对外部扰动误差进行抑制。仿真结果表明,该方法能够有效提高舰船行进中的纬度估计精度。

Landau-Lifshitz-Bloch方程的一阶向后欧拉方法的最优误差估计

研究了求解Landau-Lifshitz-Bloch方程的一阶向后Euler有限元全离散算法.借助数学归纳法,分别得到了精确解和数值解关于磁化强度和磁场在L^(2)和H^(1)范数下的最优误差估计,并通过二维和三维空间的数值结果,验证了所给的理论分析.

捷联陀螺动态误差双轴速率输入优化实验估计

本文提出利用双轴速率输入方法来估计捷联陀螺动态误差模型参数的方法,目的在于进行优化实验估计,以获得具有优良性指标的参数估计。按照D-最优实验设计,可在所取得的与参数有关的有限信息的基础上,以最优精度做出参数估计。

基于FrFT优化窗的STFT及非线性调频信号瞬时频率估计

瞬时频率(IF)是描述非平稳调频信号最基本的参数,调频信号广泛应用于声纳、雷达、通讯和生物等领域。本文采用分数阶Fourier变换来优化STFT的窗函数,并估计非线性调频信号的瞬时频率。进行了详细的误差理论分析。同时在实验上和Wingner分布(WVD)、短时Fourier变换(STFT)进行误差(MSE)比较分析。仿真证明,FrFt优化窗STFT对估计非线性调频信号的瞬时频率具有良好的性能。

局部误差驱动的等几何分析计算域自适应优化方法

等几何分析方法为实现CAD?CAE阶段几何数据的无缝融合提供了新途径,但其求解精度和效率依赖于计算域参数化的质量.为提高优化效率,提出局部r细化方法,即通过局部优化内部部分控制顶点的位置提高等几何分析方法的求解精度.首先利用残值法得到计算域上每个子面片所对应的局部误差指示子;然后根据平均标记策略选择需要进行优化的面片集合,从而确定需要进行优化的控制顶点集合;最后通过极小化标记曲面片上的误差指示子得到所标记的内部控制顶点的最优分布.文中将局部r细化和基于节点插入操作的h细化结合起来,提出h-r局部细化方法.通过二维Poisson方程求解的若干实例,验证了所提出的局部优化方法在等几何分析中的有效性.

考虑逆变器输出谐波的永磁同步电机转子位置估计误差分析

针对永磁同步电机脉振高频电压注入法转子位置估计存在误差的问题,提出基于脉振高频电压谐波分析法的转子位置估计误差分析理论。考虑功率管开关离散化致使三相逆变器输出谐波,对三相桥臂功率管开关向量进行傅里叶级数展开,结合空间矢量脉宽调制(SVPWM)理论求解逆变器各功率管开关时刻,计算估计dq轴电压基波分量。在此基础上,分析转子位置估计误差来源,推导出误差表达式。通过仿真、数值计算和实验分析各类系统参数对转子位置估计误差的影响规律,为永磁同步电机脉振高频电压注入法相关控制系统参数的选择与优化提供了理论依据。

一种新型自适应误差估计方法

对当今两种主要的自适应误差估计方法——基于残值的误差估计方法（ｒｅｓｉｄｕａｌ－ｂａｓｅｄｅｓｔｉｍａｔｏｒ）和基于应力修匀的误差估计方法（ｒｅｃｏｖｅｒｙ－ｂａｓｅｄｅｓｔｉｍａｔｏｒ）作了详细的分析比较。在此基础上，从工程角度提出了一种新型自适应误差估计方法，通过分析和数值算例证明了它的有效性和可靠性。

测压点优化布置及状态估计在西安市给水管网中的应用

利用模糊聚类方法 ,优化选择了西安市给水管网测压点 .在某一工况下 ,分别用优化选择的测压点水压和按经验选择的测压点水压估计所有节点的水压 ,用于管网的状态模拟 .计算表明 ,模糊聚类选择的测压点具有较好的代表性 ,估计的 1 1 5个节点水压值与实测值误差的方均根为 1 .3 8m,估计精度较高 ,能满足管网模拟的要求 .同时表明 。

基于粒子群优化的三轴磁强计非线性误差校正

三轴磁强计的非线性误差是影响其测量精度的重要因素,而传统三轴磁强计误差模型仅考虑零偏、磁轴非正交和灵敏度误差,无法实现对磁测误差有效剥离和校正。通过对传统误差模型进行扩展,提出了三轴磁强计的非线性误差模型,并利用自适应粒子群优化(APSO)算法对非线性误差模型参数进行反演。实验结果表明:可以有效地补偿三轴磁强计的非线性测量误差,相较于传统校正方法,在误差参数规模较大情况下,APSO算法具有更好的全局搜索能力,可大幅提高误差参数反演精度及算法收敛速度。

基于混合学习算法的材料计算数据误差估计

鉴于低误差的基于密度泛函理论的材料计算模拟数据在新材料设计与发现中的重要性,提出一种基于BP神经网络和粒子群优化(particleswarmoptimization,PSO)混合学习算法的材料计算数据误差估计建模方法。结合PSO的全局搜索和BP算法的局部搜索优点,将不含速度项的简化PSO算法和BP算法相结合,提出一种PSO和BP混合的学习方法(tsPSO-BP),用于训练材料计算模拟数据误差估计神经网络模型,并以立方晶系二元合金弹性常数计算模拟数据误差估计为应用实例。应用结果表明ts PSO-BP训练后的弹性常数计算模拟误差预测神经网络模型预测的C_(11),C_(12)和C_(44)的计算模拟数据误差的准确率分别达到88.19%,87.83%和88.26%。

混沌微粒群优化算法及其在非线性函数参数估计中的应用

混沌微粒群优化算法是在微粒群优化算法的基础上引入混沌思想,提高算法的局部搜索能力,具有良好的性能。主要介绍微粒群算法的原理以及混沌优化思想,最后结合求解平面度误差证明混沌微粒群算法在非线性函数参数估计中的有效性及应用前景。

空间谱估计中误差自校正方法研究

阵列误差一直是空间谱估计理论实际应用的一个主要瓶颈。该文提出了一种新的阵列误差自校正方法,结合有源校正与在线自校正理论和方法,通过利用一个空间位置方位不需要精确可知的辅助信号源,利用优化算法完成信号源角度以及阵列复增益误差的联合估计,然后将估计的阵列误差参数应用到其后的空间谱估计中。这种自校正算法具有准确度高的优点,并且属于离线算法,一方面避免了传统的有源校正方法对辅助源位置方位精度的严格要求,同时避免了在线自校正算法的大计算量,可以应用到实际空间谱估计中。

指数样条插值的误差估计

笔者就三次样条插值函数误差估计的已有结果作了比较系统的总结,并就某些特殊的指数样条插值的误差估计方法做了比较有意义的优化改进.不但具体给出了误差估计中的系数,而且还给出了详细的计算步骤.对相关数学领域的后续工作提供了参考.

二维位势自适应边界元中的一种误差估计方法

在前期线弹性研究工作的基础上,针对二维位势问题,提出一种新的误差指示来探测位势边界元分析的误差分布。这种误差估计是超奇位势导数边界积分方程的一种残余的度量。数值算例表明本文提出的误差指示成功地跟踪描述了真实误差,进而有效地引导了一个h型网格优化过程。

广义Hermite插值误差估计方法的改进

笔者就某些特殊的广义三次样条插值的误差估计方法做了比较有意义的改进,在具体实现时比现有方法收敛速度快,又在广义Herm ite形式下就插值的误差估计做出了一定的优化改进.