一种运动干扰稳健滤波方法

传统的阵列干扰抑制算法假设天线阵列与干扰之间相对静止,完成干扰抑制,当阵列与干扰之间存在相对运动时,存在协方差矩阵估计快拍数不足的问题,从而导致阵列滤波性能下降。针对上述运动干扰稳健滤波问题,提出了一种算法对现有零陷展宽技术抗运动干扰方法进行改进。一方面,将零陷展宽技术与导数约束方法相结合,用得到的新协方差矩阵求自适应权值;另一方面,为了提高自适应波束形成对噪声和误差的稳健性,引入了对角加载技术,加载量通过寻找协方差矩阵的特征值曲线拐点得到,有效避免了加载量过大导致的干扰信号被淹没以及加载量过小导致噪声分量引起性能损失的问题。该算法对零陷展宽系数选取依赖性较低,且对角加载量不需要设置固定的经验值,有利于稳健运动干扰滤波,适用于实际工程中先验信息不足条件下的自适应阵列抗运动干扰情况。     

基于零相关区序列集的空时自适应处理地面运动目标检测算法

在多发单收的合成孔径雷达-地面运动目标检测(SAR鄄GMTI)雷达系统中,虽然多颗卫星之间不需要数据传送就能在接收卫星上实现地面运动目标检测,但存在由于空间发射互相正交的一组波形而导致SAR 成像相干积累的积分旁瓣过高的问题,从而影响对后续的图像域杂波相消性能。因此,文中提出了将空时自适应处理算法用于发射零相关区序列集(ZCZcodes)信号的星载多入单出系统,这样不用考虑积分旁瓣对SAR 成像质量和图像域杂波相消性能带来的影响,且计算量较SAR鄄GMTI 算法小,同样不需要数据传送也在接收卫星上实现了地面运动目标检测。仿真结果和性能分析验证了该方法的有效性。     

基于统计的灰度视频自适应背景建模算法

针对灰度视频的目标检测依赖先验知识、召回率低以及单一算法无法同时兼顾静态与动态背景等问题,提出一种基于统计的背景建模算法。该算法无需先验知识,根据统计信息可以准确区分静态背景和动态背景,并采取不同的检测策略提取目标。对于静态背景,采用改进的三帧差分法自适应设置阈值,可以保证较高的召回率。对于动态背景,采用改进的概率密度估计法可以有效降低虚警率。采用所提算法对光照变化以及阴影进行处理,可以进一步提升算法的性能。在公开数据集与实际采集红外数据进行验证实验。实验结果表明,所提算法在多种场景中处理灰度视频的结果比其他传统算法好,在保证准确率的同时可以极大地提升召回率,并且有效提高目标的完整性。     

基于互补滤波的汽车姿态数据采集系统研究

为了掌握汽车行驶过程中的各种姿态数据,监控汽车运行状态,设计了一种汽车姿态数据采集系统。采用MEMS九轴运动传感器,基于惯性导航原理,运用互补滤波算法,结合高性能嵌入式处理器,实时采集汽车姿态数据,并进行数据校准、互补滤波和数据修正,解算出有效的全方位姿态数据,包括俯仰角、翻滚角和航向角。经过实车测试,能够真实地反映出汽车的运行状态。这些数据可以描绘出汽车的运行轨迹;还可以用来还原事故现场,进行责任认定;回放行驶路线、分析驾驶员驾驶行为。     

基于NJ运动控制器的Delta机器人动态抓取控制系统设计

为了提高机器人动态抓取过程的精度、速度以及系统的稳定性,设计了一种基于NJ运动控制器的Delta机器人抓取控制系统。通过采用欧姆龙NJ运动控制器和EtherCAT内部高速总线将Delta机器人的运动控制和外部运动逻辑控制进行无缝对接,实现了一体化控制。为了提高抓取效率,利用Delta机器人视觉系统识别抓取目标的位置,去掉重复图像信息,进而提出了一种动态的抓取算法,实现机器视觉与机器人动态抓取的完美结合。最后,通过对设计的机器人抓取控制系统进行实验验证,实验结果表明：此抓取系统可以实现对抓取目标的“检测一跟踪一抓取一搬运”,最快抓取速度可达110次/min,漏抓率小于2%。实验结果充分的证明了此动态抓取系统精准度高、速度快、稳定性强的特点。     

基于图像的健美操动作精度监测研究

针对目前大多数健美操动作精度监测都是通过对健美操动作进行三维重建,并进行健美操动作特征提取,建立健美操动作最优分类决策函数的基础上完成的,难以保证对健美操动作的所有特征进行提取,降低了健美操动作精度监测的准确性。为此,提出一种基于图像的健美操动作精度监测新方法,通过将健美操动作从背景中抠出来,利用Kinect深度图像采集方法对图像进行预处理,然后提出利用HOG3D对健美操动作特征进行提取,并分析提取过程。在此基础上,将健美操动作精度监测问题转化为视频内容分类问题,通过概率统计中的Adaboost方法对健美操动作精度进行识别,利用概率函数将健美操动作的姿势状态联系起来形成动作序列,并通过遍历函数取其最大值作为健美操动作的分类标准,选用逐层等比方法对健美操动作精度进行监测,从而实现健美操动作精度的监测。实验结果证明,所提方法能够有效地提高健美操动作轨迹监测的精度,降低健美操动作精度监测的能耗,具有良好的使用价值。     

运动过程中的强度极限测试器设计与实现

针对传统的测试器存在测试结果不准确的问题,设计一种体育训练过程中强度极限测试器。该体育训练强度极限测试器在硬件上融合了大量的传感器以及传感电路,特别是对传感信号发生电路进行了优化设计,反应判断电路是硬件系统的核心组件,设计的反应判断电路能够对采集的数据进行标准处理,还设计了应用单片机。在软件设计上对数据采集系统进行了优化采集处理,运用多项视觉关联进行实时数据采集,优化了脉冲保护计算,这样提高了运动强度极限数据的准确性。为了保证设计的合理性,模拟应用环境进行仿真实验,通过实验数据的分析可以看出设计的体育训练过程强度极限测试器的有效性。     

基于介电润湿的微流控液滴定位与反馈系统研究

基于介电润湿效应的数字微流控技术是近年来出现的一种能够在平面上操控体积为微升、纳升级别液滴的新技术。针对目前对微流控精准驱动与控制的迫切需求,从介电润湿驱动机理分析入手,开展微量液滴驱动理论研究,设计实现了一款低电压驱动微流控芯片。同时通过建立液滴模型与分析液滴连续运动的特性,提出一个改进的芯片-液滴等效电容系统模型。根据这个模型,设计一套高智能化和精确度的液滴运动定位反馈系统。液滴移动实验表明设计的液滴定位反馈系统能精确地定位液滴当前的运动位置与状态。实时地把定位信息准确地反馈到驱动系统,提高了液滴移动的连续性和液滴移动速度。     

结合方位空变补偿的大斜视SAR误差估计方法

大斜视合成孔径雷达(SAR)成像中距离方位信号的强耦合性给成像处理带来困难,现有SAR成像算法常采用线性走动校正来降低其耦合性,该处理方法在一定程度上简化了后续成像处理的同时也带来方位相位空变问题。现有成像算法对方位相位空变校正均假设在无运动误差的理想条件下,未能考虑方位空变相位对运动误差估计的影响。针对该问题,文中首先从多角度详细分析了线性走动校正以及方位空变相位对方位运动误差估计的影响,提出一种结合方位空变相位补偿的大斜视SAR成像运动误差估计方法,保障了后续的成像处理、提升了整体成像质量。仿真和实测数据处理验证了该算法的有效性。