基于视觉信息的移动机器人控制系统设计

机器人的视觉相当于机器人的眼睛,机器人视觉系统是当下研究热点。本文主要研究基于视觉信息的机器人系统,通过对获得的图像信息的处理来实现对机器人的控制。详细讨论了摄像机标定、图像处理等方面的设计,实现了对机器人控制系统的设计。     

基于无噪后验错误矢量信号能量的变正则因子仿射投影算法

变正则因子技术是提高仿射投影自适应算法性能的重要方法之一.由于环境噪声的影响,现有的变正则因子自适应算法收敛速度较慢且稳态误差较大,各种测量、评估误差的存在进一步恶化了算法性能.为提高自适应算法的跟踪性能,本文在分析无噪先验错误矢量、无噪后验错误矢量和额外均方错误间关系的基础上,提出通过最小化无噪后验错误矢量信号能量来推导自适应变正则因子表达式的方法.在实践应用中,该方法利用了测量噪声的统计方差特性,并提出一种更加光滑且更加容易控制的指数缩放因子评估方法.系统辨识的仿真结果表明本文方法与传统的变正则因子方法以及变步长方法相比有更快的收敛速度与更低的稳态误差.     

基于共生特性的G.729A基音调制信息隐藏的检测

提出了一种G.729A自适应码本分组基音调制信息隐藏的检测算法.对语音码流的分析发现,通过基音预测进行信息隐藏将改变相邻语音帧中基音周期估计值的共生特性.通过量化这种共生特性,并经过PCA(Principal Component Analysis,主成分分析)降维获得对隐写检测敏感的特征向量.最后基于特征向量和SVM (Support Vector Machine,支持向量机)构建隐写检测器.对不同语音样本数据集的检测表明,当语音长度在2s及以上时,检测正确率均超过96%.此检测算法是一种有效的压缩域信息隐藏检测方法.     

基于标定信息的高低分辨率图像配准方法

针对激光三维成像系统分辨率较低,特征点不易提取,同时与可见光成像系统图像配准实时性不高的问题,提出了一种基于标定信息的低分辨率距离图像与高分辨率强度图像配准方法。首先,通过对激光三维成像系统与可见光成像系统进行标定,得到了二者的内参数、外参数以及畸变系数;其次,利用二者的标定信息,通过构造像素匹配模型,确定了低分辨率距离图像像素点所对应的高分辨率强度图像像素点。最后,通过遍历低分辨率距离图像每一个像素点,实现低分辨率距离图像与高分辨率强度图像的像素配准。实验结果表明:该方法在保持准配精度基本不变的情况下,配准时间从2.111 s减为0.856 s,降低了算法的时间消耗,具有一定的可行性。     

零模间色散三芯光子晶体光纤

为了研究纤芯掺杂低折射率材料后三芯光子晶体光纤中任意两超模之间的模间色散特性,采用全矢量有限元法进行了仿真,取得了模间色散系数、零模间色散波长随纤芯折射率和结构参量变化的数据。结果表明,通过调节纤芯折射率、纤芯直径、空气孔直径以及孔间距这4个结构参量,可以使任意两超模间的模间色散在两个常用波段1.31m和1.55m处为0。该结果对于消除基于模分复用的光纤不同模式间因为模间色散导致的脉冲失真和实现零模间色散的模分复用技术是有帮助的。     

求半正定Hermitian矩阵特征向量的改进乘幂法

经典乘幂法结合压缩法是计算半正定Hermitian矩阵最大前n个特征值对应特征向量的重要方法,但其固定的迭代次数使得待分解矩阵的随机变化和初始向量的不同选择导致计算精度波动较大,同时,较大特征值对应特征向量的计算误差也会影响较小特征值对应特征向量的计算。为克服这些缺点,提出了一种将前后两次迭代所求向量的距离作为迭代终止条件的改进乘幂法,并证明了它在有误差传播时的收敛性。理论计算结果表明,对4阶半正定Hermitian随机矩阵,在相同计算精度前提下,所提方法比经典方法可至少降低一半计算复杂度。     

基于深对流云的夜间微光传感器定标技术

NPP(National Polar-orbiting Parternership)卫星于2011年10月28日发射升空,其上搭载的VIIRS(Visible Infrared Imaging Radiometer Suite)传感器包含DNB(Day Night Band)波段,该波段采用三增益设置,可在白天、晨昏甚至夜间实现地球观测.其中,在夜间月光条件下,主要采用高增益,定标实现较为困难.以此为目的,首次提出了基于深对流云的夜间微光传感器替代定标方法.将月亮辐射模型引入到SCIATRAN中,实现了全天候的辐射传输计算,并利用该改进的辐射传输模式,通过确定深对流云光学属性、地表特性及大气廓线等的参考值,对接收大气层顶反射辐射进行敏感性试验,分析得到主要影响因子为云光学厚度COT(Cloud Optical Thickness)与有效粒子半径Re(Effective Radius),且利用固定参考值得到最大模拟误差小于5%.为了检验该替代方法的可行性,通过改进的辐射传输模式,对2012年08月~2013年01月共6个月夜间DNB数据所确定的深对流云替代目标像素进行辐射传输模拟,结果表明基于深对流云的替代定标方法效果较好,基于日变化的辐射不确定度在±10%之内,可实现对DNB夜间高增益阶段的直接辐射定标.     

入侵检测中基于SVM的两级特征选择方法

针对入侵检测中的特征优化选择问题,提出基于支持向量机的两级特征选择方法。该方法将基于检测率与误报率比值的特征评测值作为特征筛选的评价指标,先采用过滤模式中的Fisher分和信息增益分别过滤噪声和无关特征,降低特征维数;再基于筛选出来的交叉特征子集,采用封装模式中的序列后向搜索算法,结合支持向量机选取最优特征子集。仿真测试结果表明,采用该方法筛选出来的特征子集具有更好的分类性能,并有效降低了系统的建模时间和测试时间。     

融合矢量量化与LBP的图像检索算法

基于内容的图像检索算法一直是图像领域研究的热门课题,因此提出一种新的融合矢量量化与LBP的图像检索算法。首先,将彩色图像转化到HSI颜色空间,进行矢量量化编码,统计图像码字出现的频数,形成颜色直方图,完成颜色特征的提取;然后,再将彩色图像转化成灰度图像,利用局部二进制模式(LBP)算法提取纹理特征;最后,相似度计算采用颜色特征和纹理特征相似度加权平均,并且改变颜色特征和纹理特征的权值,多次实验,得到使查准率最高的权值。实验结果表明,算法能有效地提升图像检索性能。