磁场信号检测误差分析及补偿算法

针对载体自身磁场特性及三轴磁传感器误差特性建立了地磁导航干扰误差补偿模型,通过对模型进行简化变形,利用系统辨识的最小二乘估计算法(LS)求取误差特性参数.数据分析表明:该方法简单易实现,简化了复杂的求解过程,基本达到了误差补偿的要求.     

pH传感器温度补偿模型研究

水质pH值在线监测对提高水产品健康养殖至关重要,本文将无线传感器网络与pH值传感器相集成,设计了pH值监测的无线传感器网络系统。为克服pH值测量过程中温度对测量结果的影响,提出了一种pH传感器温度补偿模型,该模型通过pH传感器和PT100铂电阻温度传感器分别测量溶液的pH值和温度,利用最小二乘法对pH值和电压进行线性分析,建立pH传感器的温度补偿模型。实验结果表明,该补偿模型测量精度高,能够实现较精确的pH值在线监测。     

一种基于偏最小二乘法的室外光照估计算法

针对固定视点下的室外场景在线视频光照求解问题,提出一种基于偏最小二乘室外场景实时光照估计算法.在离线阶段提取场景中对光照变化较为敏感的区域,并将这些区域像素值的均值与方差的无偏估计作为场景图像的统计参数,再利用偏最小二乘回归分析建立场景的光照参数与图像统计参数之间的模型;在在线阶段使用所建立的模型实时估计视频每一帧的光照条件.实验结果表明,使用该算法所求解的光照参数对虚拟物体进行绘制并将其融入视频中后,合成场景真实感很强.     

一种NTC热敏电阻校正方程的试验研究

为了校正NTC热敏电阻的校正方程,提高测温精度。通过对传统的指数方程进行线性变换,得到一种新的NTC热敏电阻温度计R-T特性关系,对此关系进行多阶最小二乘拟合,利用误差评判原理,确定最适合的NTC热敏电阻的校正方程。并且实际验证了此校正方程的测温精度可以满足更高精度要求的需要。     

基于半定规划的无线传感器网络定位算法性能分析

基于测距的定位方法是无线传感器网络节点定位中一种常见的方法。测距定位方法往往将定位过程转化为数学优化问题。介绍了实现测距定位下的LS-SDR与SAL-SDR两种半定规划定位算法,并同时介绍了LS-LM、SLS-LM、SLS-US与SLS-S等4种定位算法。仿真实验分析和比较了6种不同定位算法的平均RMS定位误差,结果表明相对于其他4种定位算法,LS-SDR和LS-LM算法的定位误差较小。在信标节点数量较少的情况下,LS-LM算法的定位结果有可能发生奇异,造成定位结果的严重失真。而LS-SDR算法对于奇异的发生具有较好的抵抗能力,此时LS-SDR算法的平均RMS定位误差将优于LS-LM算法。     

基于小二乘-卡尔曼滤波的wMPS系统跟踪定位算法研究

wMPS(workspace Measuring Position System)是一种新型的基于平面交会原理的网络式测量系统,在静态测量研究的基础上,研究了动态跟踪测量的问题。为了减小运动引入的测量误差,利用运动方程提高测量精度,采用了最小二乘法对接收器的位置进行静态估算,将其结果作为伪观测值,然后利用卡尔曼滤波做进一步处理,该方法避免了观测方程中的非线性误差,实现了接收器在运动过程中的高精度跟踪定位。通过试验对最小二乘法和最小二乘-卡尔曼滤波法进行了比较,结果表明最小二乘-卡尔曼滤波法的估值精度远高于最小二乘法。     

基于振动信号的水电机组状态劣化在线评估方法研究

实现水电机组状态劣化评估和故障预警是行业研究的热点。论文提出了一种结合时域与频域特征的机组劣化在线评估方法。(1)先利用检测指数确定振动信号中对机组运行状态最为敏感的时域特征;再以机组健康状态下工况参数X(水头、开度等)和检测指数筛选的振动信号时域特征Y为健康样本,利用最小二乘支持向量机构建机组状态健康模型Y=f(X)。基于该模型,以实时工况参数为输入,在线预测对应工况下机组振动信号时域特征健康值,计算健康值与实际值之间的相对误差,作为评估机组劣化程度的时域劣化指标。(2)利用小波变换与奇异值理论对振动信号进行分解,提取健康状态下机组振动信号奇异值特征向量并得到健康聚类中心,实时计算实测信号奇异值特征向量与健康聚类中心之间的相对欧式距离,作为频域劣化指标。结合时域和频域劣化指标,在线计算综合劣化指标评估当前时刻机组劣化程度。结合实际机组运行案例,验证了该模型的有效性和实用性。     

机械密封微小形变图像测量系统像素当量的标定

在机械密封数字散斑微小形变图像测量系统中,像素当量的标定工作介于图像采集和处理之间;基于VC++2008 MFC开发了图像像素当量标定系统;系统包含了抓图、图像的阈值分割、形态学处理、扫描检测标定块的边缘及线性回归分析功能;介绍了抓图软件的开发过程;编制了形态学的腐蚀、膨胀及开/闭运算的函数,使用这些函数实现了图像的形态学处理;在形态学处理后显示图像的基础上框选包含标定块的理想区域使用扫描法获取边缘信息;对获取的边缘信息进行线性回归分析拟合出标定块的上下边缘的直线方程,根据拟合出的方程求出两条直线间的距离,最后用标定块的实际宽度除以直线间的距离即为像素当量;运行结果表明获得了亚像素级别的像素当量,保证了后期使用DSCM方法计算微小形变的精度.     

High power and low cross‐polarization microstrip patch array antenna at S‐band

This article reports the design and development of high power, low cross‐polarization, and high efficiency circularly polarized microstrip patch array antenna at S‐band, proposed for Indian Regional Navigation Satellite System payload. A novel feeding mechanism for truncated corner square patch based on square coaxial line for broadband impedance matching is discussed. Sequential rotation scheme for axial ratio improvement in an array is implemented. High power handling margins in critical regions of square coaxial line for multipaction breakdown is brought out. Measured 19 dB return loss bandwidth of array antenna is 15.6%. Axial ratio of 0.78 dB over global coverage is achieved in the desired frequency band of operation. © 2011 Wiley Periodicals, Inc. Int J RF and Microwave CAE, 2012.     

Systematic robustness analysis of least squares mobile robot velocity estimation using a regular polygonal optical mouse array

This paper presents the robust velocity estimation of an omnidirectional mobile robot using a regular polygonal array of optical mice that are installed at the bottom of a mobile robot. First, the velocity kinematics from a mobile robot to an array of optical mice is derived, from which the least squares estimation of the mobile robot velocity is obtained as the simple average of the optical mouse velocity readings. Second, it is shown that a redundant number of optical mice contributes to the robustness of the least squares mobile robot velocity estimation against both measurement noises and partial malfunction of optical mice. Third, the sensitivity analysis of the least squares mobile robot velocity estimation to imprecise installation of optical mice is made, from which a practical method of optical mouse position calibration is devised. Finally, some experimental results using commercial optical mice are given to demonstrate the validity and performance of the proposed mobile robot velocity estimation. Copyright © 2011 John Wiley and Sons Asia Pte Ltd and Chinese Automatic Control Society