基于可重构智能表面的二维高精度角度估计方法

可重构智能表面(Reconfigurable Intelligent Surface)因其提高频谱和能量使用效率、成本低等特点,被认为是未来无线通信和目标感知的关键性技术。RIS在平面上集成了大量低成本的无源反射元件,通过连接RIS的智能控制器,可以控制入射到这些可重构元件的信号的相位和幅度,从而重新配置入射信号的传播。波达方向(Direction of Arrival)估计问题是实现目标感知的重要组成部分,而RIS因其能够重新配置信号的特性被用来提高DOA估计的准确性。然而,在实际使用RIS时,由于元件之间的距离小于半波长而引起的互耦效应以及无法完美控制反射过程导致的反射失配(反射相位和幅度误差)等问题会严重影响RIS的性能。本文针对基于RIS系统的二维DOA估计问题,建立了考虑互耦效应和反射失配的RIS系统模型;并基于该模型,提出了一种新的二维角度估计方法用于DOA估计。该方法首先通过深度神经网络(Deep Neural Network)将RIS接收的信号进行重构,以降低互耦效应和反射失配的影响,再进一步使用非线性最小二乘法(Nonlinear Least Square)进行高精度的DOA估计。本文通过仿真验证了算法的估计性能,并与快速傅里叶变换(Fast Fourier Transformation)、正交匹配追踪(Orthogonal Matching Pursuit)等传统方法进行比较,结果表明相对于快速傅里叶变换、正交匹配追踪等传统方法新算法具有更好的估计性能。

基于深度学习的二维人体姿态估计综述

人体姿态估计是近年来计算机视觉问题中的一个热门话题,它在改善人类生活方面具有巨大的益处和潜在的应用。近年来深度神经网络得到快速发展,相较于传统方法而言,采用深度学习的方法更能提取图像表征信息。综合分析近年来人体姿态估计的进展,根据检测人数分为单人和多人人体姿态估计。针对单人姿态估计,介绍了基于直接预测人体坐标点的坐标回归方法及基于预测人体关键点高斯分布的热图检测方法;针对多人姿态估计,采用解决多人到解决单人过程的自顶向下方法和直接处理多人关键点的自底向上方法。总结了各方法网络结构的特点和优缺点,并阐述当前面临的问题及未来发展趋势。

基于二次分数低阶协方差的时延估计方法

针对强脉冲噪声背景下基于分数低阶统计量时延估计方法性能退化且需要噪声先验知识的问题,提出了一种基于二次分数低阶协方差的时延估计新方法。所提方法首先利用有界非线性Sigmoid函数对含有脉冲噪声的信号进行预处理,使其在不影响有用信号时延信息的基础上对附加脉冲噪声进行充分压缩;然后对处理后的收发信号进行二次分数低阶协方差运算,即求得发射信号的自分数低阶协方差和收发信号的互分数低阶协方差之后,再次计算二者的互分数低阶协方差,以期更大程度上抑制脉冲噪声的影响。通过模拟仿真实验对所提方法进行了有效性验证,结果表明所提方法突破了分数低阶矩阶次需小于Alpha稳定分布噪声特征指数的限制,并且比分数低阶协方差方法具有更高的估计精度。仿真实验结果表明在广义信噪比-10 dB情况下,时延估计用时为0.0560 s,准确率达到97.76%。

阵元失效下稀疏阵列的二维DOA估计算法

本文针对二维稀疏阵列在阵元失效条件下,因数据缺失导致虚拟阵列连续性被破坏及自由度下降的问题,提出了一种二维DOA估计算法。首先基于二维差分共阵构建虚拟阵列,然后利用解耦原子范数最小化理论,以矩阵填充的形式恢复协方差矩阵数据,实现对虚拟阵列中丢失虚拟阵元的内插,最后采用SS-MUSIC算法进行多信源的二维DOA估计。所提方法弥补了物理阵元失效所造成的影响,恢复了原始虚拟阵列的完整孔径特性,保持了虚拟阵列的自由度,从而确保了较高精度的二维DOA估计性能。仿真实验结果表明,在相同阵元数量及阵元失效情况下,本文提出的算法相比已有方法能有效地估计更多信源,并在小快拍数和低信噪比条件下表现出更高的稳健性,最大限度地保留并利用了稀疏阵列在二维DOA估计中的自由度优势。

二维线性化Navier-Stokes-Poisson方程解的逐点估计

本文研究了二维空间线性化的等熵可压缩Navier-Stokes-Poisson方程柯西问题.通过把方程组转变成关于单个函数的方程,求解出各个函数,得到方程组的格林函数.利用对格林函数的详细分析,获得了方程组解的逐点估计.结果显示方程组中电流密度以热核的速度衰减,动量密度衰减慢得多,且其L2范数不衰减.

病态加权最小二乘混合模型的k-Liu估计解法

文章综合加权多源观测模型及最小二乘混合模型,组合两种有偏估计算法得到组合有偏估计算法。利用岭估计与Liu估计形成一种新的有偏估计——k-Liu估计,其可以抵抗法方程系数矩阵的病态性,同时可以有效降低参数估值的均方误差。通过构建目标函数导出k-Liu估计在病态最小二乘混合模型中参数的通用解式、均方误差式和协因数的计算式,推导出k-Liu估计中修正因子的计算式,通过广义交叉检核法确定岭参数。最后,通过多种估计法参与算例解算,得出k-Liu估计可以进一步提升混合最小二乘模型的解算精度。

基于非对称幅度插值的二维来波方位估计

幅度插值方位估计法通过对少数几个波束采样插值得到来波方位,避免了密集的方位搜索,在工程中有广泛的应用。目前该方法大多基于一维,且使用对称函数进行插值,估计误差较高。本文通过解耦的方式将该方法由一维推广至二维任意阵,并考虑真实方位谱在偏离0°后左右波束不对称的情况,利用左右波束斜率比作为求解条件,使用非对称函数进行幅度插值。进一步,针对二维非对称插值中出现的角度失配问题,提出了迭代插值的解决方法。最后仿真分析了插值方法、迭代插值以及信噪比对插值精度的影响,所提出方法的插值精度优于传统对称插值方法;且通过千岛湖实验数据验证,所提方法以10°间隔插值得到的估计精度可以比拟常规波束形成以0.01°进行密集扫描的估计精度。所提方法能够在满足一些工程应用中对实时性要求的同时达到较高的方位估计精度。

非线性最小二乘法在傅里叶变换红外光谱定量分析中的误差估计

根据统计学的参数估计理论,提出在傅里叶变换红外光谱定量分析中使用非线性最小二乘法进行浓度反演的参数误差估计方法。实验中,通过光谱平均次数来控制噪声水平,以此来评估不同噪声水平下混合气体中各组分反演结果的估计误差。结果表明,对于自研抽取式傅里叶变换红外光谱仪,8次平均光谱即可满足反演误差小于3%的需求,64次平均光谱的反演结果配合估计误差可以实现对平均浓度的覆盖率达到100%。随着噪声水平的降低,仪器、环境等非噪声因素的扰动是估计误差的主要部分。该方法在优化光谱定量分析的参数配置和指导光谱仪器系统设计等诸多方面具有重要的应用前景。

三维薛定谔方程组的线性Profile分解

为了研究线性薛定谔方程组解Strichartz估计的紧性缺失问题,针对H•^(1)(R^(3))×H•^(1)(R^(3))中的三维线性薛定谔方程组的有界解向量序列,使用解序列的Profile分解方法,构造为解向量子列的(1/√h_(n))U(t-t_(n))/h_(n)^(2),(x-x_(n))/h_(n)类型的Profile分解和.其中,U是线性薛定谔方程组的解向量,在Strichartz范数估计下具有一个很小的余项.首先确定伸缩变换参数序列族,利用傅里叶变换和迭代的思想确定Profile分解族.其次验证了Profile分解和的收敛性,说明了Strichartz范数下余项的收敛性.最后证明了当线性薛定谔方程组的解序列有界时,都可以分解为解向量子列和的形式.

混合地理加权空间自回归模型的Profile GMM估计

为了更好地同时考虑空间自相关性和空间异质性,本文研究一类空间自回归混合地理加权回归模型.基于Profile方法和广义矩(GMM)方法,构造了模型中未知空间自回归参数,常数回归系数和系数函数的两类Profile GMM估计.数值模拟结果表明所提出的估计在有限样本中表现良好.

基于改进式特征值二次对角加载的信源数估计方法

针对应用阵列天线进行信号接收时的信源数估计问题,提出一种基于改进式特征值二次对角加载的信源数估计方法。对天线阵列观测信号协方差矩阵进行特征值分解;对特征值进行一次对角加载,对角加载量取所有特征值的几何平均值,将原始特征值与对角加载值相加,取代原始特征值;重新计算特征值对角加载量,并进行二次对角加载,使加载后的特征值满足噪声特征值的最大最小值之比不超过2的条件,在此基础上,使用信息论准则类方法和随机矩阵理论类方法实现信源数的估计。仿真实验结果表明,该信源数估计方法具有可行性。

损失函数下逐步二型删失数据广义Pareto分布参数的Bayes估计

基于逐步二型删失数据,在几种不同的损失函数下,选择广义Pareto分布,讨论其形状参数的Bayes估计。当尺度参数给定时,为θ参数引入Gamma分布作为先验分布,得到了几种不同损失函数下参数θ的Bayes估计的数学表达式,通过数值模拟方法,比较了几种损失函数下所得到的Bayes估计的效果。结果表明:在Linex损失函数下,广义Pareto分布参数的Bayes估计效果最优。

一种快速的空时二维谱估计算法

为了减少算法运算量,将多级维纳滤波器引入空时二维谱估计中,提出了一种快速算法。快速算法通过简单的乘加运算得到噪声子空间,无需对空时阵列协方差矩阵进行特征根分解,更加易于硬件实现。仿真结果表明快速算法与原二维算法性能相当。

双遗忘因子最小二乘法车辆质量和时变坡度估计

针对双遗忘因子最小二乘法由于数据饱和导致车辆变质量估计失效,在坡道起步时导致坡度估计性能下降的问题,提出一种改进算法。建立了车辆行驶时的纵向动力学数学模型,并根据最小二乘递推估计理论得到双遗忘因子最小二乘递推估计模型;针对原始算法的变质量估计问题,通过引入车速作为车辆停车的判断参数,并在停车后重新初始化协方差矩阵来消除数据饱和的影响;采用AVL CRUISE与Matlab/Simulink联合仿真对识别算法进行了验证。仿真对比分析表明,有效地验证了改进算法的合理性和可靠性,提高了算法在车辆质量和坡度估计时的收敛速度和精度。

飞行器轨迹的半参数估计方法

提出一种基于半参数建模的飞行器轨迹估计新方法,通过抑制不可参数建模的测量系统误差提高轨迹的估计精度。利用不等距节点B样条函数建立飞行器轨迹的参数模型,将轨迹参数模型代入测量模型中,并将测量模型中不可参数建模的系统误差表示为非参数,进而建立包含轨迹参数待估量和系统误差非参数待估量的半参数回归模型。采用轨迹参数估计和系统误差分离交替迭代的方式求解该半参数回归模型,利用非线性最小二乘法估计轨迹参数,通过小波分析从残差数据中分离系统误差。理论分析和仿真结果表明,半参数估计方法的轨迹估计精度优于忽略测量系统误差的参数估计方法。

人口普查遗漏的组合式估计方法

以人口普查标准时点上的人口总体(全国、全国以下各行政区)为研究对象,研究如何利用对总体登记的普查人口名单和覆盖调查人口名单构造的组合式遗漏估计量估计人口普查遗漏人口数。目前各国政府统计部门在人口普查遗漏估计中主要使用单重遗漏估计量,但该方法未包括同时遗漏于这两份调查人口名单的双重遗漏人口,低估了总体普查遗漏人口数。组合式遗漏估计量除了包括单重遗漏人口外,还包括了双重遗漏人口,避免了单重遗漏估计量的缺陷。采取抽样估计和数理模型相结合的方法研究单重遗漏估计量、双重遗漏估计量和组合式遗漏估计量,理论和数据分析结果表明:组合式遗漏估计量在抽样估计精度和遗漏人口数估计上优于单重遗漏估计量,尤其是在分析双重遗漏人口特征和改进未来人口普查登记工作等方面;在使用刀切法近似计算总体的组合式遗漏估计量的抽样方差时,不能忽视等概率人口层之间的协方差,否则可能低估或高估其抽样方差;单重遗漏估计量和组合式遗漏估计量属于有偏估计量,要使用均方误差比较其估计精度。本文创新之处在于,利用原始数据全面演示了单重遗漏估计量、双重遗漏估计量和组合式遗漏估计量及其抽样方差估计量等的详细计算过程,同时讨论了其统计性质,尤其是利用设置的数据模拟了有偏性,有助于中国人口普查遗漏估计方案的科学制定及估计精度的提高。

基于二重威布尔混合分布的某型燃机燃油泵组件可靠性分析

燃油泵组件是机电一体化的产品,其在使用中获得的故障数据存在不同失效机理的情况,因此一重威布尔分布无法准确描述产品失效机理,而混合分布通过将多种失效分布进行耦合,能够充分描述产品失效机理。本文将二重三参数威布尔混合分布模型应用在舰船发动机附件故障分析中,基于某型燃机燃油泵组件的故障数据,通过数据分析直方图确定故障模型与模型初始化参数,通过Matlab非线性曲线拟合方法来估计二重三参数威布尔混合分布的参数。研究方法及成果能够为燃油泵组件可靠性分析及优化改进提供一定的借鉴。

粘性波动方程解的逐点估计

本文中研究二维空间带粘性项非线性波动方程解的逐点估计。在经典解整体存在的情况下,解可由格林函数表示,通过对格林函数的详细分析,以及它与非线性项的相互作用,得到解的逐点衰减。

基于联合加权的广义二次相关时延估计算法

现有的时延估计算法在低信噪比条件下时延估计值与真实值误差较大,而时延估计的准确性直接影响声源定位的最终结果,于是提出一种联合加权的广义二次相关时延估计算法。通过在已有的广义二次相关算法的基础上,对其加权函数进行改进,联合相位变换(PHAT)和平滑相干变换(SCOT)函数,得到新的广义加权函数:SCOT/PHAT。在MATLAB中设计了基于麦克风阵列的时延估计和声源定位的仿真,并与传统的PHAT加权和基于广义二次相关的SCOT加权算法对比,结果表明,在低信噪比环境下,改进算法能得到较高的时延估计精度。

基于最小二乘迭代威布尔分布的三参数估计

威布尔分布因其数学处理的便利性和适应性而被广泛用于描述产品寿命,引入了位置参数的三参数威布尔分布是研究机械零部件可靠性最适合的模型之一,尤其适用于长寿命、高可靠性的产品。三参数威布尔分布的参数估计一直是关注的焦点,本文中提出了一种基于最小二乘的迭代方法对其进行参数估计,将初始位置参数设置为0,使用最小二乘法得到初始形状参数和尺度参数,将其代入位置参数的无偏估计得到新的位置参数,进行多次迭代,在此过程中形状参数和尺度参数逐渐变小,位置参数逐渐变大,最终获得稳定的形状参数、尺度参数和位置参数,即为最终的参数估计值,并计算可靠度为99%的寿命。通过蒙特卡洛(Monte Carlo)仿真证明此方法是收敛的,并在不同的威布尔模型、不同中小样本量(样本量为10、15、20、25和30)下,使用偏差(Bias)和均方差根(RMSE)两个指标与相关系数法进行对比,此方法估计的3个参数及可靠度为99%的寿命更加准确。通过两个实例分析,表明该方法具有可行性和有效性,估计结果与相关系数法相比更加保守,更适于工程应用。