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oe1(光电查) - 科学论文

28 条数据
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  • 利用全球导航卫星系统、惯性测量单元和激光扫描仪实现铁路轨道中心线的自动测绘

    摘要： 关于铁路基础设施的最新地理数据集是交通运输领域的宝贵资源。本文研究了利用异构传感器数据绘制铁轨中心线的三种方法：（一）卫星导航（GNSS）数据的条件筛?。唬ǘ┕咝圆饬浚↖MU数据）与GNSS数据在卡尔曼滤波和平滑框架中的组合；（三）从激光扫描仪数据中提取中心线。重点针对林区环境，比较了多种方法组合的效果。通过将这些方法应用于路轨两用车辆采集的测试数据集，成功提取出铁轨中心线，并在中心线检测过程中同步识别了测试区域的护轨。其中方法（一）与（二）的组合对测量车行进轨道的测绘效果最佳，实现了近100%的轨道覆盖；而方法（二）与（三）的组合及三种方法的综合运用对其他平行轨道的测绘效果最优，覆盖率达到25%至80%。所绘中心线与参考数据的平均垂直距离为1.49米。

    关键词： 惯性测量单元、全球导航卫星系统、自动制图、卡尔曼滤波器、激光扫描仪、铁轨

    更新于2025-11-21 11:01:37

  • 基于KF-RLSE算法的渐变折射率介质中时变外加热流实时估算

    摘要： 由于现有反演算法计算过程复杂导致计算耗时过长，对梯度折射率介质中高幅值时变热流进行实时重建极具挑战性。本研究基于卡尔曼滤波与递推最小二乘估计器（KF-RLSE）的混合技术，实现了从介质背面测量信息获取的梯度折射率介质表面高幅值时变热流实时重建。采用假设具有各向同性散射、恒定热物理性质以及不透明漫灰边界的理想参与介质来验证所提方法的可靠性和有效性。所有重建结果表明：无论折射率正负梯度如何变化，KF-RLSE算法均能有效重建边界热流；当各位置折射率增大或减小时，表面瞬态热流仍可得到有效且可接受的预测。此外还研究了不同参数对估算结果准确性与稳定性的影响。重建结果显示：即使测量噪声与其协方差不匹配时，时变热流仍能得到有效重建；当测量噪声分布固定在一定范围内时，随着测量噪声协方差的减小，重建结果的准确性会提高。

    关键词： 递推最小二乘估计器，逆辐射-传导问题，时变热流，梯度折射率介质，卡尔曼滤波器

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • 基于CMOS相机的可见光通信车对车跟踪技术

    摘要： 本研究提出了一种基于可见光通信的车对车跟踪系统，该系统采用新型定位算法和改进版卡尔曼滤波器。在该系统中，车辆的前后LED车灯用于向其他车辆传输定位信号，每辆车上的两个CMOS仪表盘摄像头负责接收这些信号。通过两台摄像头之间的几何关系及它们捕获的LED图像，在目标车辆的至少一个LED处于双摄像头视野范围内的情况下，可以确定目标车辆的瞬时位置。离散定位结果总会包含不可避免的误差，这些误差既包括由CMOS卷帘快门伪影和传感器空间可分性较弱导致的系统误差，也包含其他随机误差。本文贡献有二：一是提出具有双重补偿机制的新型定位算法以消除系统误差；二是提出改进型卡尔曼滤波器来滤除随机误差，从而实现车辆位置的平滑精准跟踪。系统性能已通过仿真验证。

    关键词： 跟踪、车辆、卡尔曼滤波器、可见光通信、相机

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • [IEEE 2018年国际室内定位与室内导航会议(IPIN) - 法国南特(2018.9.24-2018.9.27)] 2018年国际室内定位与室内导航会议(IPIN) - 基于飞行时间与接收信号强度数据融合的蓝牙室内定位技术

    摘要： 经过数十年的市场关注与科学研究，室内定位仍是技术持续进步、移动设备广泛普及及新型通信标准推动下尚未完全解决的热门课题。本研究提出一种基于蓝牙低能耗（BLE）的两步式模型化室内定位算法——该协议具有普适性强、能效高的特点。第一步（测距阶段）采用卡尔曼滤波器融合接收信号强度指示（RSSI）与飞行时间（ToF）测量数据，通过对比有无ToF辅助的测距效果，论证了不单纯依赖RSSI的优势。第二步（定位阶段）将多个锚节点的距离估算值整合为二次代价函数，通过最小化该函数确定目标节点在平面参考系中的坐标。本方案专为降低计算负荷设计，可在嵌入式平台实时运行且性能损失有限。论文通过实验装置展示有效结果，证实了该BLE室内定位方案在嵌入式系统中的鲁棒性。

    关键词： 飞行时间（ToF）、蓝牙低功耗、室内定位、数据融合、卡尔曼滤波器

    更新于2025-09-23 15:21:21

  • 多台紫外-可见光卫星仪器臭氧廓线的同步同化

    摘要： 通过同化卫星观测的臭氧垂直廓线数据，已推导出三维全球臭氧分布。通过同步同化来自不同时间观测的大气层数据——即采用天底观测的卫星仪器全球臭氧监测实验2（GOME-2）和臭氧监测仪（OMI）反演的臭氧廓线，所推导的大气臭氧场质量得到提升。该同化过程采用扩展卡尔曼滤波器，其中化学传输模型TM5用于预报。对GOME-2与OMI双传感器数据的联合同化效果优于单一传感器的同化结果。新同化系统已通过处理2008至2011年四年的数据进行验证。与探空仪数据对比表明：地表至100百帕高度层的同化输出偏差介于-5%至+10%之间；而在GOME-2与OMI最敏感的100至10百帕区域，联合同化的偏差保持在-3%至+3%之间。相较于直接从卫星观测反演臭氧廓线，这一改进效果显著。

    关键词： OMI、GOME-2、同化、TM5、卡尔曼滤波器、臭氧、卫星

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • [IEEE 2019北美电力研讨会（NAPS）- 美国堪萨斯州威奇托市（2019.10.13-2019.10.15）] 2019年北美电力研讨会（NAPS）- 高光伏渗透率下智能电网?；ぬ粽窖芯?

    摘要： 我们提出一种基于稳态性能指标的自动参数设置方法，以实现精确的二阶卡尔曼滤波跟踪器。首先，我们提出一个与跟踪中的均方根（rms）预测误差相对应的有效稳态性能指标。然后，我们推导出所提出的性能指标与过程噪声的广义误差协方差矩阵之间的解析关系，并基于该关系给出自动确定方法。通过该方法计算的模型比传统经验性过程噪声模型具有更高的精度。数值分析和仿真证明了该方法对加速运动目标的有效性。对于以10 m/s2加速度运动的目标，采用该方法设计的跟踪器的均方根预测误差仅为传统经验选择模型的63.8%。

    关键词： 稳态性能、跟踪滤波器、过程噪声、卡尔曼滤波器、参数设置

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • [2019年IEEE第46届光伏专家会议（PVSC）- 美国伊利诺伊州芝加哥（2019.6.16-2019.6.21）] 2019年IEEE第46届光伏专家会议（PVSC）- 非晶态动力学导致的非晶硅/晶体硅异质结太阳能电池性能退化

    摘要： 我们提出一种基于稳态性能指标的自动参数设置方法，以实现精确的二阶卡尔曼滤波跟踪器。首先，我们提出一个与跟踪中的均方根（rms）预测误差相对应的有效稳态性能指标。然后，我们推导出所提出的性能指标与过程噪声的广义误差协方差矩阵之间的解析关系，并基于该关系给出自动确定方法。通过该方法计算的模型比传统的过程噪声经验模型具有更高的精度。数值分析和仿真证明了该方法对加速运动目标的有效性。对于以10 m/s2加速度运动的目标，通过该方法设计的跟踪器的均方根预测误差仅为传统经验选择模型的63.8%。

    关键词： 稳态性能、跟踪滤波器、过程噪声、卡尔曼滤波器、参数设置

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • [IEEE 2019年第16届第四届光子学国际会议(GFP) - 新加坡, 新加坡 (2019.8.28-2019.8.30)] 2019年IEEE第16届第四届IV族光子学国际会议(GFP) - 面向200毫米光子平台的超低损耗硅波导

    摘要： 我们提出一种基于稳态性能指标的自动参数设置方法，以实现精确的二阶卡尔曼滤波跟踪器。首先，我们提出一个与跟踪中的均方根（rms）预测误差相对应的有效稳态性能指标。然后，我们推导出所提出的性能指标与过程噪声的广义误差协方差矩阵之间的解析关系，并利用该关系实现自动确定。通过所提方法计算的模型比传统的过程噪声经验模型具有更高的精度。数值分析和仿真证明了所提方法对加速运动目标的有效性。对于以10 m/s2加速度运动的目标，通过所提方法设计的跟踪器的rms预测误差仅为传统经验选择模型的63.8%。

    关键词： 稳态性能、跟踪滤波器、过程噪声、卡尔曼滤波器、参数设置

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • [IEEE 2019年第16届中国国际固态照明论坛暨2019年国际宽带隙半导体论坛（中国）（SSLChina: IFWS） - 中国深圳（2019.11.25-2019.11.27）] 2019年第16届中国国际固态照明论坛暨2019年国际宽带隙半导体论坛（中国）（SSLChina: IFWS） - 电荷转移对量子点发光二极管寿命的影响

    摘要： 向机器人操作臂传递复杂动作更自然的方式，是让操作臂模仿人类手部的运动。本文提出一种无标记人机交互界面，通过融合卡尔曼滤波器(KFs)和粒子滤波器(PFs)来追踪人手姿态。该方法使操作者无需任何接触设备或标记物，仅通过双手即可控制双机械臂。该算法采用Leap Motion设备确定人手方位与位置。虽然传感器能获取手部位置和方向数据，但由于设备噪声和追踪误差，测量误差会随时间累积。PFs和KFs被用于估算人手的位置与方向。受感知能力和运动能力的限制，操作者若无辅助手段难以实现高精度操控。系统采用自适应多空间变换来辅助操作者提升机械臂姿态判定的准确性与可靠性。该方法的最大优势在于无需辅助标记即可准确稳定地估算人手姿态。实验室实验证实该人机交互界面系统能有效控制双机械臂，即使操作者非专业人士也能成功实现操控。

    关键词： 粒子滤波器（PF）、卡尔曼滤波器（KF）、人机交互界面、无标记

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • [IEEE 2019年国际空间光学系统与应用会议(ICSOS) - 美国俄勒冈州波特兰市 (2019.10.14-2019.10.16)] 2019年IEEE国际空间光学系统与应用会议(ICSOS) - 利用ARQ协议实现大气链路可靠高速光通信演示

    摘要： 基于四元数的姿态无迹卡尔曼滤波器采用小角度近似参数化四元数误差，并应用于状态向量包含姿态四元数和陀螺仪偏置向量的滤波器中。通过大量蒙特卡洛数据评估该滤波器在低轨航天器"空间丢失"模拟场景下的性能——该场景仅处理三轴磁强计与陀螺仪测量数据。研究发现：当真实陀螺仪偏置较小且其初始不确定性较小时，该滤波器在此场景下表现出强鲁棒性、高精度和快速收敛特性，通常仅需半个轨道周期即可达到0.1度的姿态精度。滤波器收敛性显著依赖于真实陀螺仪偏置值及初始偏置协方差。蒙特卡洛结果同时表明：相比采用相同姿态处理方法的扩展卡尔曼滤波器，该无?？ǘ瞬ㄆ鞯穆嘲粜悦飨越先?；但相较于采用广义罗德里格斯参数处理四元数误差的另一类无?？ǘ瞬ㄆ鳎湫阅苈杂?。

    关键词： 姿态控制、卡尔曼滤波器、陀螺仪、校准、无迹变换、航天器、地磁学

    更新于2025-09-19 17:13:59