光纤分布式扰动传感器中瑞利和受激布里渊散射光谱特性及其影响研究

针对光纤分布式扰动传感器长距离应用定位误差增大的问题,研究了传感器长距离光纤中的瑞利散射和受激布里渊散射的光谱特性及其对系统定位精度的影响.建立了长距离光纤中瑞利和受激布里渊散射的数学模型,通过仿真研究发现散射光波的杂波干涉和强度噪声会严重降低干涉仪的光学信噪比,从而导致定位误差.通过实验验证了仿真结果的正确性.研究结...     

数学猜想的五类定位例析

数学猜想是一种数学直觉判断能力,是观察、想象和预见等多种能力的综合,是数学素养的重要组成部分.在数学学习过程中如果一味地追求按部就班,环环相扣,不敢越雷池一步,     

多目标定位路线问题模型及禁忌搜索算法研究

在一个完整的物流系统中,总费用和工作量平衡是影响决策的两个基本标准,拓展对员工重要的公平原则-工作量平衡,并权衡工作量与总费用之间的平衡.在此基础上,考虑了带路线分配决策的多目标定位-路线问题,建立了数学模型,采用禁忌搜索算法对模型的求解,为检验车辆多次使用的效果,针对算法设计了联立和序贯两种不同的车辆路线分配形式.算法分析结果表明:区域特征在区分算法两种形式的性能时具有重要的地位.     

室内动态场景下基于深度相机的VSLAM方法

针对室内动态场景下的视觉同步定位与地图构建（VSLAM）问题,提出了一种基于YOLACT实例分割融合光流约束的视觉同步定位与地图构建方法,以降低运动物体对VSLAM系统性能影响。该系统通过自适应阈值的方法提取到均匀分布的ORB特征点,然后利用YOLACT实例分割网络获取动态对象的掩膜,同时使用改进的光流约束对动态点进行检测。将动态点与动态对象掩膜进行匹配之后可以删除动态物体的特征点,之后使用剩余的静态特征点完成相机的位姿估计。最后使用静态区域的图像信息生成点云图,并通过滤波器对点云图进一步优化,同时引用八叉树存储点云,建立八叉树地图。在TUM数据集室内动态场景和真实室内动态场景下进行测试,相较于ORB-SLAM3算法,所提VSLAM算法在低动态场景中的定位精度有10%以上的提升,在高动态场景中对比DS-SLAM算法,也有5%左右的定位精度提升,验证了所提方法在室内动态场景下的可行性和有效性。     

三维亚音速运动介质中的高斯波束追踪

为了充分考虑介质运动对声传播的影响,建立了一种利用高斯波束法求解亚音速运动介质中的声传播问题的模型.该模型基于高频近似任意马赫数的速度势函数亥姆霍兹方程,采用波束追踪方法,推导了运动介质中的动态射线方程组,进而将偏微分方程转换成常微分方程组的形式.理论表明运动介质中波束的扩展更为复杂,并且声线管束内的能量不一定守恒.将该模型应用于标准问题、水平分层大气次声三维远距离传播问题和墨西哥湾流流域的声传播问题,仿真结果表明,相比于常用的N×2D近似计算方法,运动介质中的高斯波束追踪法充分考虑了介质运动的影响,特别是横风的作用,可以更加精确地计算运动介质中的三维声场;尽管海流的马赫数很小,但是同样会定量地改变声传播,影响会聚区位置,在一些区域考虑海流和不考虑海流的计算结果相差5 d B以上.     

集成逆超短基线的自主式水下航行器集群协同定位方法

构建了集成逆超短基线的自主式水下航行器(AUV)协同定位因子图,提出了两种从AUV协同定位方法,即基于扩展卡尔曼滤波(EKF)协同定位方法和基于粒子置信度传播(BP)协同定位方法,并修正了主AUV定位误差的影响。其中,基于EKF的从AUV协同定位方法利用主AUV的定位信息,重构了从AUV的状态向量实现协同定位;而基于粒子BP的从AUV协同定位方法构建了测量粒子实现协同定位。所提出的方法能够解决传统方法实时性较差的问题,且仅需单程声学定位信号传输测量即可实现从AUV的定位。仿真结果表明,两种协同定位方法适用于不同定位能力的从AUV,均能实现较高精度的协同定位。相比于航位推算方法,两种从AUV协同定位方法的定位误差均减小80%以上,且有效抑制了定位误差累积问题。此外,在水声信道较高丢包率的情况下,所提出的协同定位方法能稳定工作,且定位性能没有明显受到影响。     

基于傅里叶成像网络的全息粒子成像技术研究

数字全息图重建可以获得物体的三维信息,在医疗、环保、化工等需要测量颗粒大小和三维信息的相关研究有着重要的科学意义和使用价值。粒子全息定位通常有计算复杂和重建精度不足等问题,为了解决相关问题,我们采用一种基于傅里叶成像网络的方法,利用傅里叶变换的特性,能够有效提取全息图的频率特征,结合深度学习技术,通过可学习的滤波器和全局感受野处理输入数据的空间频率,实现对全息图快速和准确的处理,不仅提高了数据处理效率,还具备了更强大的特征提取能力,从而实现对粒子的精确定位。本文通过实验和仿真两方面验证,并与Dense＿U＿net网络对比。结果显示,基于傅里叶成像网络的方法在定位精度和速度上都有显著的提升。并通过实验验证了该方法可行性。     

OFDM水声通信CS限幅失真补偿与LS信道估计优化算法

正交频分复用技术应用于水声通信系统时,会引起较高的峰均比,当采用限幅法对峰均比进行抑制时,会产生非线性失真.另外,系统采用最小二乘法进行信道估计受噪声的影响较大.针对以上问题,提出了一种基于压缩感知技术的补偿限幅非线性失真与最小二乘信道估计相组合的新算法,在接收端利用导频数据采用压缩感知算法对限幅失真进行补偿,同时对最...     

水声物理、信号处理与海洋环境紧密结合是水声技术发展的趋势

声波是目前唯一能在海洋中远距离传播的波动形式，发展水声技术具有极其重要的应用背景。作为一门交叉学科，近十年来水声技术的发展是与水声物理、信号处理以及海洋环境的紧密结合是分不开的，本文利用最近的研究成果来说明这一趋势。     

载人潜水器“蛟龙”号的水声通信信号处理

蛟龙号的水声通信机实现了世界上首次7000 m深度的潜器与母船间的图像、语音、数据和文字的水声通信传输。研究了适用于载人潜水器的水声通信信号处理。(1)它有4种通信功能:1)相干水声通信,传输速率为5~15 kbps,用于传输图像;2)非相干水声通信,传输速率300 bps,传输文字、指令和数据;3)扩频水声通信,传输速率16 bps,传输指令;4)水声语音通信,采用单边带调制技术传输语音。(2)相干水声通信信号处理方法主要是自适应多普勒补偿的多通道自优化判决反馈自适应均衡器,它与Turbo码级联工作,同时采用定长编码的小波图像压缩方法。(3)声呐线阵吊放至水中一定深度,实现空间分集合并技术。(4)太平洋水域试验表明,水声通信机的作用距离几乎覆盖了所有地球海洋的深度,7s或14s传输一幅光图或声图。