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相关地磁匹配定位技术 被引量:62
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作者 刘飞 周贤高 +1 位作者 杨晔 士心 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 2007年第1期59-62,共4页
地磁匹配定位算法的本质是数字地图匹配,相关匹配算法是数字地图匹配的有效算法。在地磁导航中该匹配算法自适应实时构造基准数据序列,并以Hausdorff距离作为相关判断准则。为了提高了算法实时性,提出了预匹配和精匹配相结合的改进措施... 地磁匹配定位算法的本质是数字地图匹配,相关匹配算法是数字地图匹配的有效算法。在地磁导航中该匹配算法自适应实时构造基准数据序列,并以Hausdorff距离作为相关判断准则。为了提高了算法实时性,提出了预匹配和精匹配相结合的改进措施优化了运算过程。在预匹配过程中,由于地磁数据的离散性,搜索步长定为一个基本网格单元,并与序贯相似检测原则相结合,这样可快速排除非匹配区,筛选得到精匹配所需要的可行区域。在精匹配中,引入了双线性插值法对地磁场原始数据进行加密内插以提高匹配精度。最后利用地磁场数据进行了仿真试验,结果表明在一定条件下该相关匹配算法对地磁导航具有适用性。 展开更多
关键词 地磁匹配 数字地图 序贯相似检测 HAUSDORFF距离
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地磁辅助惯性导航系统的数据融合算法 被引量:58
2
作者 杨功流 士心 姜朝宇 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 2007年第1期47-50,共4页
对地磁辅助导航技术的基本原理进行分析,详细介绍了采样卡尔曼滤波算法并将其用于惯性/地磁导航系统的数据融合,即通过设计少量的sigma点,并计算这些sigma点通过非线性函数的变换,从而获得滤波值基于非线性状态方程的更新。仿真表明,特... 对地磁辅助导航技术的基本原理进行分析,详细介绍了采样卡尔曼滤波算法并将其用于惯性/地磁导航系统的数据融合,即通过设计少量的sigma点,并计算这些sigma点通过非线性函数的变换,从而获得滤波值基于非线性状态方程的更新。仿真表明,特别是当系统非线性较大时,采样卡尔曼器性能明显优于扩展卡尔曼滤波器。因此,从某种程度上说,采样卡尔曼滤波可以替代扩展卡尔曼滤波在地磁辅助导航系统中使用。 展开更多
关键词 惯性导航 地磁导航 卡尔曼滤波 匹配算法
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基于小波阈值去噪方法的研究 被引量:28
3
作者 士心 刘鲁源 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第z2期478-479,共2页
系统地研究了小波的软阈值去噪、硬阈值去噪、garrote阈值去噪以及semisoft阈值去噪等四种阈值去噪方法,并把它们应用到典型的含噪信号中进行比较,最后对去噪的影响进行了阐述。
关键词 小波变换 阈值去噪 Garrote阈值 Semisoft阈值
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泛克里金插值法在地磁图中的应用 被引量:32
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作者 杨功流 张桂敏 士心 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 2008年第2期162-166,共5页
克里金插值法是一种无偏、最优的插值方法,但普通克里金插值法要求区域化变量满足二阶平稳假设或是固有假设,但实际应用中这一假设往往无法满足,即存在漂移现象,由于地磁场数据存在有区域异常问题,因此是非平稳的,从而限制了克里金插值... 克里金插值法是一种无偏、最优的插值方法,但普通克里金插值法要求区域化变量满足二阶平稳假设或是固有假设,但实际应用中这一假设往往无法满足,即存在漂移现象,由于地磁场数据存在有区域异常问题,因此是非平稳的,从而限制了克里金插值方法的应用。通过分析,泛克里金插值法可较好地估计和拟合地磁区域异常,因此可较好地解决地磁数据的插值问题。对地磁数据进行了泛克里金变异函数选取,并完成了地磁区域异常的二次多项式拟合。将克里金插值法和泛克里金插值法应用于地磁图插值处理,并利用交叉证实法验证,结果表明泛克里金法比普通克里金法具有更好的插值效果,得到的地磁图精度有提高。泛克里金插值法避开了克里金插值法的二阶平稳假设,使插值得到的地磁图更加符合地磁场特征。 展开更多
关键词 克里金 泛克里金 地磁图 漂移
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基于平稳小波变换的陀螺仪信号去噪方法 被引量:29
5
作者 士心 刘鲁源 +1 位作者 杨晔 陈刚 《天津大学学报(自然科学与工程技术版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第2期165-168,共4页
针对传统小波去噪效果的局限性,分析了平稳小波与经典小波之间的关系,首次将平稳小波用于陀螺仪信号去噪,并与经典小波的去噪结果进行比较;实验结果表明,陀螺仪信号经平稳小波去噪后的寻北精度明显优于经典小波,进一步验证了平稳小波变... 针对传统小波去噪效果的局限性,分析了平稳小波与经典小波之间的关系,首次将平稳小波用于陀螺仪信号去噪,并与经典小波的去噪结果进行比较;实验结果表明,陀螺仪信号经平稳小波去噪后的寻北精度明显优于经典小波,进一步验证了平稳小波变换具有较好的去噪效果. 展开更多
关键词 小波变换 平稳小波变换 陀螺漂移
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关于陀螺信号处理中小波基选取的研究 被引量:14
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作者 汤巍 士心 +1 位作者 刘鲁源 杨晔 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 2002年第5期28-30,共3页
在建立陀螺漂移的数学模型的基础上,使用不同的小波基对陀螺输出信号进行多尺度小波分解,去除由噪声产生的小波系数,从而达到消除噪声的目的。从不同小波基的滤波效果来看,双正交样条小波Bior1.5具有较好的去噪效果,从而也验证了小波对... 在建立陀螺漂移的数学模型的基础上,使用不同的小波基对陀螺输出信号进行多尺度小波分解,去除由噪声产生的小波系数,从而达到消除噪声的目的。从不同小波基的滤波效果来看,双正交样条小波Bior1.5具有较好的去噪效果,从而也验证了小波对称性在陀螺信号去噪中的重要性。 展开更多
关键词 陀螺信号处理 小波变换 多分辨分析 陀螺漂移 捷联式惯导系统 航海仪器
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基于灰色模型和RBF神经网络的MEMS陀螺温度补偿 被引量:25
7
作者 士心 王晓亮 +1 位作者 翁海娜 孙学成 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第6期742-746,共5页
MEMS陀螺的零偏随温度呈非线性变化,同时含有较大的随机噪声。针对传统的多项式模型难以精确表达零偏随温度变化的问题,提出了一种基于灰色模型和RBF神经网络的MEMS陀螺温度补偿方法:首先用灰色模型对数据进行预处理,以减小原始数据的噪... MEMS陀螺的零偏随温度呈非线性变化,同时含有较大的随机噪声。针对传统的多项式模型难以精确表达零偏随温度变化的问题,提出了一种基于灰色模型和RBF神经网络的MEMS陀螺温度补偿方法:首先用灰色模型对数据进行预处理,以减小原始数据的噪声;然后用降噪后的样本数据对RBF神经网络进行训练。在相同的训练次数下训练误差可减小一个数量级。验证试验结果表明,采用该模型补偿后的陀螺零偏误差较传统的多项式模型减小一个数量级,较未经预处理的RBF神经网络减小2/3。 展开更多
关键词 MEMS陀螺 灰色模型 RBF神经网络 温度补偿
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小波域中值滤波器设计的研究 被引量:16
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作者 士心 刘鲁源 《电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第1期18-21,共4页
小波阈值去噪方法被广泛地用在信号去噪中,但它主要是针对白噪声或者宽带噪声,对于脉冲噪声就得不到降噪的效果。该文提出了小波域的中值滤波器去噪方法,在Lee的局部滤波器基础上设计了小波域的中值滤波器,它能在有效去除白噪声的同时... 小波阈值去噪方法被广泛地用在信号去噪中,但它主要是针对白噪声或者宽带噪声,对于脉冲噪声就得不到降噪的效果。该文提出了小波域的中值滤波器去噪方法,在Lee的局部滤波器基础上设计了小波域的中值滤波器,它能在有效去除白噪声的同时较好地去除脉冲噪声。 展开更多
关键词 小波变换 阈值去噪 中值滤波器 仿真 白噪声 脉冲噪声
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地磁匹配导航中的特征区域选取 被引量:19
9
作者 周贤高 士心 +1 位作者 杨建林 张良通 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 2008年第6期694-698,共5页
数字地磁图通常包括位置和场值信息,并以离散点形式存储,如何定量和全面地描述数字地图特征目前还没有统一标准。从数理统计和随机场理论出发,把标准差、粗糙度、熵和相关距离等概念应用到数字地磁图,作为度量地磁图特征的参数,研究了... 数字地磁图通常包括位置和场值信息,并以离散点形式存储,如何定量和全面地描述数字地图特征目前还没有统一标准。从数理统计和随机场理论出发,把标准差、粗糙度、熵和相关距离等概念应用到数字地磁图,作为度量地磁图特征的参数,研究了其在数字地图上的计算方法。在不同磁场区域经过多次匹配算法仿真,总结出地图特征区域选取的经验准则。在满足该选取准则的区域内地磁导航,匹配概率大于95%,匹配误差均值控制在0.3个单元网格内。可见,该特征区域选取准则满足一般的工程应用要求,可作为实际地磁导航的参考。 展开更多
关键词 地磁导航 特征区域 地磁熵 相关距离
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基于INS/GPS组合导航的自适应模糊卡尔曼滤波 被引量:17
10
作者 肖志涛 赵培培 士心 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第2期195-198,203,共5页
针对组合导航系统量测噪声统计特性随实际工作条件的不同而变化的特点,提出了一种基于模糊自适应卡尔曼滤波的INS/GPS组合导航算法。该方法通过监视理论残差和实际残差的协方差一致程度,应用模糊系统不断调整滤波器的增益系数,对卡尔曼... 针对组合导航系统量测噪声统计特性随实际工作条件的不同而变化的特点,提出了一种基于模糊自适应卡尔曼滤波的INS/GPS组合导航算法。该方法通过监视理论残差和实际残差的协方差一致程度,应用模糊系统不断调整滤波器的增益系数,对卡尔曼滤波器进行在线自适应控制,最终实现最优估计。通过对INS/GPS组合导航系统的跑车试验,结果表明该方法在高噪声环境中具有良好的信息融合能力,能有效跟踪研究对象的状态变化。进一步表明该方法是有效、实用的。 展开更多
关键词 模糊逻辑 组合导航 自适应卡尔曼滤波:隶属度函数
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基于小波变换的陀螺漂移建模与实验研究 被引量:12
11
作者 刘鲁源 陈玉柱 +1 位作者 陈刚 士心 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 2004年第1期61-65,共5页
在基于小波变换陀螺漂移建模方法的基础上对其进行了实验研究,详细阐述了实验的步骤,提出了有关工程问题的解决方法。实验结果表明,基于小波变换的陀螺漂移建模方法的精度高且明显优于传统方法。
关键词 小波变换 陀螺漂移建模 静态漂移误差模型 动态漂移误差模型 随机漂移误差模型 惯性导航系统
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基于串行式GA-BP的短期负荷预测方法 被引量:13
12
作者 张海 士心 +3 位作者 石军 刘小钰 王坤 孙夏丽 《电力系统及其自动化学报》 CSCD 北大核心 2021年第4期97-101,107,共6页
针对短期电力负荷预测问题,提出一种基于串行式遗传算法-反向传播神经网络模型的预测方法。首先,由关联分析法确定负荷主要影响因素。然后,确定反向传播神经网络1的输入量为负荷主要影响因素,输出量为相应负荷值,实现多因素回归预测。最... 针对短期电力负荷预测问题,提出一种基于串行式遗传算法-反向传播神经网络模型的预测方法。首先,由关联分析法确定负荷主要影响因素。然后,确定反向传播神经网络1的输入量为负荷主要影响因素,输出量为相应负荷值,实现多因素回归预测。最后,将反向传播神经网络2串行式融入,并确定其训练数据集为反向传播神经网络1的预测值集,继而实现时间序列预测。两个反向传播神经网络在训练前均采用遗传算法进行初始权值阈值的优化,该方法实现了多因素回归预测与时间序列预测的融合。仿真结果表明,本文所提方法较其他同类型负荷预测方法具有更高的预测精度,可较好地应用于负荷预测工作。 展开更多
关键词 短期负荷预测 反向传播神经网络 遗传算法 串行式融合 关联分析
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改进Yolov5的无人机目标检测算法 被引量:9
13
作者 陈范凯 士心 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2023年第18期218-225,共8页
无人机场景下航拍图像存在密度高、目标小、覆盖范围广等特性,使得现有的目标检测器容易出现错检漏检的现象,为了提高识别的精度,提出了一种改进Yolov5的目标检测模型。通过采用梯度流丰富的C2F模块增加模型的特征提取能力。引入上采样... 无人机场景下航拍图像存在密度高、目标小、覆盖范围广等特性,使得现有的目标检测器容易出现错检漏检的现象,为了提高识别的精度,提出了一种改进Yolov5的目标检测模型。通过采用梯度流丰富的C2F模块增加模型的特征提取能力。引入上采样算子CARAFE(content-aware reassembly of features)增加感受野进行数据特征融合,提升特征金字塔网络性能。通过采用全局性动态标签分配策略,提高模型识别准确率。通过VisDrone2019数据集验证表明,改进后的模型平均精度mAP值达到65.3%,较传统模型提升了24.7个百分点,可以更加准确地完成航拍过程中针对目标的检测任务。 展开更多
关键词 无人机 Yolov5 CARAFE算子 OTA标签分配策略
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双正交小波在陀螺信号去噪中的应用 被引量:5
14
作者 刘鲁源 士心 +1 位作者 杨晔 汤巍 《信号处理》 CSCD 2002年第4期386-388,共3页
本文在用双正交小波对陀螺信号进行不同尺度分解的基础上,结合传统的信号分析方法,得出小波系数是由噪声产生的,从而提出合适的小波去噪方法。本方法在应用中得到较好的去噪效果。
关键词 双正交小波 陀螺 信号去噪 小波变换 多分辨分析 捷联式惯性导航系统
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SINS/GPS组合导航系统选星算法 被引量:9
15
作者 黄昆 胡小毛 +2 位作者 士心 窦玉宝 郝研 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第6期718-722,共5页
选星算法是SINS/GPS组合导航定位系统中一个重要的步骤。在最佳选星算法的基础上,提出了一种适用于基于伪距、伪距率的SINS/GPS紧耦合组合系统的选星算法。该算法通过ENU(东北天)坐标系中几何矩阵及几何精度因子的定义,利用星历给出的... 选星算法是SINS/GPS组合导航定位系统中一个重要的步骤。在最佳选星算法的基础上,提出了一种适用于基于伪距、伪距率的SINS/GPS紧耦合组合系统的选星算法。该算法通过ENU(东北天)坐标系中几何矩阵及几何精度因子的定义,利用星历给出的卫星在ENU坐标系中的高度角和方位角解算出最佳四颗导航定位卫星,即基于G矩阵的选星算法。通过与两种常规选星算法的对比,验证了本算法具有较强的工程实用性。此外又推导了基于G矩阵的伪距、伪距率的SINS/GPS组合系统量测方程。该算法避免了求解卫星的位置,从而有效减少了计算量。 展开更多
关键词 SINS/GPS组合系统 紧耦合 几何精度因子 选星
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抗野值自适应Kalman滤波及其在陀螺信号处理中的应用 被引量:8
16
作者 周跃庆 高宁 +2 位作者 刘鲁源 士心 陈刚 《天津大学学报(自然科学与工程技术版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第9期815-817,共3页
针对陀螺漂移信号中野值的不良影响,从简化的自适应Kalman滤波算法出发,设计了抗野值的自适应Kalman滤波方法.通过在某型号高精度寻北仪上的试验验证,用该方法处理后所得方差为9.0809″,而常规Kalman算法所得方差为17.6919″,计算结果... 针对陀螺漂移信号中野值的不良影响,从简化的自适应Kalman滤波算法出发,设计了抗野值的自适应Kalman滤波方法.通过在某型号高精度寻北仪上的试验验证,用该方法处理后所得方差为9.0809″,而常规Kalman算法所得方差为17.6919″,计算结果有所提高.试验证明,采用该方法不仅能够有效提高寻北仪的寻北精度,而且对系统的量测噪声不敏感. 展开更多
关键词 Sage-Husa自适应滤波 野值 捷联式寻北仪 陀螺漂移
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低成本GPS/IMU组合导航中的速度匹配对准研究 被引量:9
17
作者 士心 王岩飞 +1 位作者 杨晔 郭春梅 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 2005年第1期35-37,共3页
由于低成本IMU的输出具有较大的偏差和噪声,地球的自转速率完全被淹没在其中,无法实现自对准。因此在低成本IMU/GPS组合导航系统的设计中,初始对准使用GPS提供的速度信息进行纠偏,从而较好的估计了航向误差和IMU参数误差。仿真和实际应... 由于低成本IMU的输出具有较大的偏差和噪声,地球的自转速率完全被淹没在其中,无法实现自对准。因此在低成本IMU/GPS组合导航系统的设计中,初始对准使用GPS提供的速度信息进行纠偏,从而较好的估计了航向误差和IMU参数误差。仿真和实际应用都得到了较好的效果。 展开更多
关键词 自对准 组合导航系统 低成本 GPS 初始对准 速度匹配 速率 IMU 仿真 输出
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基于向量搜索的地磁导航匹配算法 被引量:6
18
作者 任治新 杨功流 士心 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 2008年第4期424-427,共4页
对基于向量搜索的地磁导航匹配算法进行系统的研究,主要研究内容包括模型的建立、最优匹配位置的确定、搜索过程实现及优化、仿真实现等。仿真实现是基于航空实测地磁数据进行的,大量的匹配试验表明基于向量搜索的地磁导航匹配算法是可... 对基于向量搜索的地磁导航匹配算法进行系统的研究,主要研究内容包括模型的建立、最优匹配位置的确定、搜索过程实现及优化、仿真实现等。仿真实现是基于航空实测地磁数据进行的,大量的匹配试验表明基于向量搜索的地磁导航匹配算法是可行的。仿真试验表明:该算法对初始位置误差要求低;不必对磁场做任何线性化假设,只要磁场变化特征明显既可;能求得全局最优解。同时该算法也存在运算量大、对方位和搜索步长敏感等缺点。 展开更多
关键词 惯性导航 地磁导航 向量搜索 匹配算法
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室内惯性/视觉组合导航地面图像分割算法 被引量:7
19
作者 汪剑鸣 王曦 +2 位作者 王胜蓓 士心 冷宇 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第5期553-558,共6页
导航技术是机器人实现自主移动的关键技术之一。针对惯性导航创建全局导航地图困难等问题,提出一种新的惯性/视觉组合导航室内全局地图创建方法。规定机器人只能在地面区域中移动,并利用室内俯视图像建立全局地图,提出一种俯视图像地面... 导航技术是机器人实现自主移动的关键技术之一。针对惯性导航创建全局导航地图困难等问题,提出一种新的惯性/视觉组合导航室内全局地图创建方法。规定机器人只能在地面区域中移动,并利用室内俯视图像建立全局地图,提出一种俯视图像地面区域的自动分割算法。首先,利用主元分析算法对图像的局部颜色特征进行降维;其次,利用聚类算法对地面区域进行自动分割;最后,建立了室内俯视图像数据库并对算法的性能进行了验证。由于第四组图像中包含反光区域,算法的分割结果较差,平均正确分辨率为75%。算法在其他各组的平均正确分割率为85%左右。为提高算法的性能,可在应用本算法前利用反光区域检测算法对图像进行预处理。 展开更多
关键词 室内移动机器人 组合导航 图像分割 聚类分析
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基于自适应强跟踪滤波的捷联惯导/里程计组合导航方法 被引量:9
20
作者 士心 黄凤荣 +1 位作者 邱时前 范超男 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第2期156-161,共6页
针对大型轮式车行驶过程中里程计标度发生较大变化,无法满足车载定位定向系统给里程计分配的误差要求,研究了一种非线性滤波方法。以容积卡尔曼滤波为算法框架,引入强跟踪滤波渐消因子的基本理论,提出了捷联惯导/里程计组合导航的自适... 针对大型轮式车行驶过程中里程计标度发生较大变化,无法满足车载定位定向系统给里程计分配的误差要求,研究了一种非线性滤波方法。以容积卡尔曼滤波为算法框架,引入强跟踪滤波渐消因子的基本理论,提出了捷联惯导/里程计组合导航的自适应强跟踪滤波算法,达到实时自适应估计并补偿里程计标度误差的目的。仿真分析和跑车试验验证了该方法的有效性,新方法比传统强跟踪滤波更进一步消除了里程计误差的影响。试验结果表明该方法使得捷联惯导/里程计组合导航的定位精度提高了两倍以上,达到了惯性元件的理论精度。 展开更多
关键词 强跟踪滤波 容积卡尔曼滤波 里程计 组合导航
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