环路跟踪卡尔曼滤波算法的性能分析

基于卡尔曼滤波的环路跟踪算法多是通过一定仿真证明算法性能,没有系统性性能评估,难以较好指导工程应用。在原有算法基础上进行了优化,并系统性地对比分析、评估了基于卡尔曼环路滤波算法性能,以期为算法工程化提供指导。首先提出对跟踪环路反馈调整量进行预测,使之更符合系统实际,减小环路跟踪误差。而后基于卫星信号模拟器输出信号和自生产信号源,充分评估基于卡尔曼滤波环路跟踪算法的收敛时间和灵敏度。仿真结果表明,相比目前工程常用的二阶FFL辅助三阶PLL算法,基于卡尔曼滤波环路跟踪算法能够缩短环路所需稳定时间约90%,并能提升跟踪灵敏度约5 d B,有效改善弱信号场景中接收机输出信息的完好性和连续性。     

一种GNSS/SINS容错深组合导航系统设计

卫星惯性深组合导航技术是卫星惯性组合导航领域最有前景的技术之一。深组合导航系统的关键技术之一就是矢量跟踪环路技术,当一个或者多个通道信号质量较差时,组合导航滤波器必然会受影响,从而会影响矢量跟踪环路的参数计算,因此通道运行状态的实时检测十分必要。针对此问题,为每个通道设计了新的通道子滤波器和对应的子滤波器状态检测函数,当通道存在故障时,能够及时检测出故障并对故障通道进行隔离;当通道恢复正常时,也能够及时检测到并充分利用恢复正常的通道卫星信号。仿真结果表明,在部分通道卫星信号被遮挡导致伪距异常的环境下,改进的矢量跟踪环路提高了矢量跟踪卫星惯性深组合的导航性能,有效遏制了故障通道对组合导航系统的影响。     

考虑运动受限的履带式移动机器人轨迹跟踪控制

针对履带式移动机器人的轨迹跟踪控制问题进行研究,首先,建立了履带式移动机器人的运动学模型和跟踪误差模型；其次,设计了转速有限时间控制和线速度滑模控制的轨迹跟踪控制律,并给出了考虑运动受限作用下的控制律修正表达式；最后,基于MATLAB对所提控制律进行仿真,对比分析了不考虑运动受限情况下跟踪控制效果;结果表明,设计的跟踪控制律能够实现履带式移动机器人对圆轨迹的有效跟踪,且考虑运动受限作用的控制律更加符合实际;文章研究分析了运动受限作用对于移动机器人轨迹跟踪控制的影响,分析结果对其他移动机器人的运动控制研究具有参考价值。     

数字全息视频成像技术及其在肝吸虫尾蚴观测中的应用

由于传统的显微镜成像需要精确的光学聚焦过程,很难检测到在水体中运动的肝吸虫尾蚴,更难以对其进行连续的动态观测.针对此问题,提出了利用单光束同轴数字全息视频技术对在水体中运动的肝吸虫尾蚴进行连续动态观测的方法,研究了其中的动态跟踪聚焦算法和视频处理算法.利用上一帧再现像中尾蚴的中心位置作为下一帧全息再现中聚焦窗口的中心位置,使聚焦窗口始终跟随观测的尾蚴移动,从而保证处理全息视频时每一帧再现像都能准确自动聚焦,使再现视频中肝吸虫尾蚴始终处于清晰状态.进行了肝吸虫尾蚴观测实验,得到肝吸虫尾蚴在水体中运动的全息再现视频,并对其运动轨迹进行了跟踪,总结了肝吸虫尾蚴在水体中的运动规律.实验结果表明,利用数字全息技术拍摄一张数字全息图即可观察到水体中不同位置的肝吸虫尾蚴,检测更加方便高效;本文提出的数字全息视频成像技术能实现对水体中的肝吸虫尾蚴或其它浮游生物进行连续动态观测.     

扬州大学成功研制环境监测机器人

据扬州时报报道，扬州大学能动学院成功研制出一款无线环境监测智能机器人，该智能机器人能够对一些要求严苛的特殊环境进行巡视、监控、数据采集、自动分析等工作。机器人监测车载有摄像头、超声波传感器及各种环境参数传感器，车身小巧灵活，适于完成机舱、管道等狭窄区域的环境监测工作。国内研发的移动智能小车，一般都定点安装监测器件或大型移动车载监测器件，而这款无线环境监测智能机器人则具备无线遥控的优势，可以“随心所欲”地进入任何不适合人类进入的危险区域或情况未知区域的环境监测场所。     

水中油荧光在线测量系统研究

针对污水中石油类污染物的荧光特性和石油类污染物浓度之间关系,采用在线荧光光谱技术构建一个自动萃取式水中油荧光测量系统,实现对污水中石油类污染物含量的检测。测试结果表明:本系统可实现对污水中石油类污染物的自动检测;与传统的检测方式相比,本系统省去了取样和人工萃取等环节,可实现污水中石油类污染物的在线测量;针对该系统的测量误差,测试结果表明其满量程平均误差为1.8%,满足测量要求;针对系统的稳定性,测试结果表明其相对误差为1.8%。该测量系统可用于石油开采、石油炼制以及冶金等行业含油污水的在线检测。     

识别求解路径上奇异点的一个计算方法

提出一个在路径跟踪计算中识别分支点和极值点的实用方法，给出了算例。     

机动目标的跟踪与反跟踪的建模研究

以机动目标的跟踪与反跟踪为研究对象,分析了目标的状态方程和量测方程,当存在多个目标时,仍需考虑不同目标之间数据关联问题.首先,考虑了雷达1、雷达2和3量测数据的连接和融合问题,建立了机动目标的状态方程和量测方程模型,运用卡尔曼滤波器算法对目标航迹进行了在线追踪,得到目标跟踪航迹.其次,进行一次指数平滑法的时间序列预测和实时灰色预测,得到了其目标的着落轨迹、着落点坐标和时间.最后建立新的动态多目标优化模型,运用计算机仿真对跟踪与反跟踪的目标航迹进行了模拟.     

室内环境中脑控轮椅的路径跟踪控制

为了实现室内环境中脑控轮椅的自主导航,提出了一种简单有效的路径跟踪控制方法。给定的路径通常被表示为一系列离散点,根据这一特点,提出了分段直线路径跟踪方法,即依次跟踪由前后两个路径点构成的直线路径到达目标点。基于预瞄点技术并结合模糊算法和传统的PID控制方法设计控制器,完成各分段直线路径的跟踪,并给出了有效的切换条件。实验结果表明,本文提出的路径跟踪控制方法能够使脑控轮椅在室内环境中精确地跟踪给定路径。     

防空导弹自动驾驶仪测试性建模研究与应用

为了得到防空导弹自动驾驶仪的故障检测与诊断策略,减少自动驾驶仪的测试费用,建立了自动驾驶仪的测试性模型并进行分析,解决了建模的难点。通过多层抽象混合推理故障建模方法推导了自动驾驶仪结构与测试点之间的关系,根据测试点的特征和自动驾驶仪工作原理建立信息流模型,在此基础上,利用故障与测试间的相关性矩阵来描述测试性模型。基于此模型设计了诊断策略构建方法。实际应用表明,建立测试性模型的方法完全正确,通过模型能够构建有效的检测与诊断策略,缩短测试时间。