高精度液压系统压力波传递速度在线测量试验

管内流体压力波传递速度是分析研究液压系统稳定性和动态品质的基础物理参数。从传输管路波动方程出发,推导三传感器测量原理,引入Foster等价剪切系数模型,对液压管路中各种影响因子进行高精度估计,采用Newton-Raphson迭代法减小数据处理误差,精确计算压力波传递速度。基于理论推导,搭建液压管路压力波传递速度在线测量试验平台,用MATLAB软件编程,实现了液压系统多种工况下压力波传递速度的精准测量与计算。试验结果表明：系统在典型的工作压力20 bar、50 bar、75 bar和100 bar下,压力波传递速度大约分别为1 320 m/s、1 338 m/s、1 363 m/s、1 380 m/s,所测结果在置信水平为95%的波速区间内误差在±1%范围内;管路压力波传递速度大小随工作压力的升高而增大,并依据试验结果给出了二者之间的函数关系;精确计算压力波传递速度需考虑管路材料对系统柔性的影响。试验和分析结果对液压系统管路压力波传递速度在线测量和预估具有重要指导意义和参考价值。     

统计线性化无序量测更新算法

在实际的多传感器系统中,由于各种传感器具有不同的采样率,预处理时间,以及数据通信延迟,因而会出现多个传感器量测不同步到达融合中心的现象。进一步地,当较早时刻产生的量测在较晚时刻产生的量测之后到达融合中心时,无序量测问题就出现了。针对离散时间非线性系统,提出基于统计线性化固定点平滑器的最佳统计线性化无序量测算法,它可以处理单步和两步延迟(甚至多步)无序量测,且能达到与重新滤波法相同的估计精度。     

未知环境下飞行器视觉/惯导组合测速测高方法

针对未知环境下飞行器导航问题,提出一种基于视觉/惯导组合的测速测高方法。该方法构建包含前若干个成像时刻飞行器位置的惯导扩展状态方程,并采用一种基于摄像机两视图对极几何约束的线性视觉量测方程,通过卡尔曼滤波进行惯导速度修正,在此基础上利用多帧成像的立体视觉交会估计地面特征点坐标,进而得到飞行器相对高度。以飞行器典型巡航轨迹进行的仿真实验表明,该方法能够有效修正飞行器速度和相对高度误差,给出不随时间漂移的速度和相对高度测量结果,并很好地抑制飞行器位置误差的发散。     

靶场光测图像实时判读系统设计与方法

研究了靶场光学测量图像实时判读的若干关键技术,并据此设计实现了一套实时判读解算系统。目标自动捕获、跟踪和判读特征高精度定位是实时判读的难点问题,分别采用了形状相似度分析、在线区域跟踪学习、迭代轮廓匹配定位多判读点等技术;在此基础上,根据实时处理的时效性要求高、可并行程度强以及流程时序严格等特点,采纳分布式架构融合业务流程管理的软件体系结构设计模式,实现了数据与流程的集中管理、多站图像并行判读、数据驱动的解算方法自动选择与友好的用户界面。以航空靶场空中发射试验任务为例,通过实验验证了系统的可行性和时效性。该系统可扩展应用于各类靶场试验,满足用户实时获取并分析武器试验数据的需求。     

视觉惯性导航系统初始化方法综述

视觉惯性导航系统通过初始化,对尺度信息、重力向量、速度、惯性传感器偏差等一系列状态估计所需参数进行快速求解,以提升系统后续导航定位与环境感知的准确性。根据传感信息耦合方式,视觉惯性导航系统初始化方法可以分为三类:联合初始化、非联合初始化和半联合初始化。基于现有研究工作,从基础理论、发展与分类、现有方法、性能评估四个方面展开,对目前主流的初始化方法进行综述,并总结视觉惯性导航系统初始化领域未来的发展趋势,有利于对视觉惯性导航系统初始化方法形成总体性了解并把握其发展方向。     

Signal‐to‐interference‐plus‐noise ratio estimation for wireless communication systems: Methods and analysis

The Signal‐to‐Interference‐plus‐Noise Ratio (SINR) is an important metric of wireless communication link quality. SINR estimates have several important applications. These include optimizing the transmit power level for a target quality of service, assisting with handoff decisions and dynamically adapting the data rate for wireless Internet applications. Accurate SINR estimation provides for both a more efficient system and a higher user‐perceived quality of service. In this paper, we develop new SINR estimators and compare their mean squared error (MSE) performance. We show that our new estimators dominate estimators that have previously appeared in the literature with respect to MSE. The sequence of transmitted bits in wireless communication systems consists of both pilot bits (which are known both to the transmitter and receiver) and user bits (which are known only by the transmitter). The SINR estimators we consider alternatively depend exclusively on pilot bits, exclusively on user bits, or simultaneously use both pilot and user bits. In addition, we consider estimators that utilize smoothing and feedback mechanisms. Smoothed estimators are motivated by the fact that the interference component of the SINR changes relatively slowly with time, typically with the addition or departure of a user to the system. Feedback estimators are motivated by the fact that receivers typically decode bits correctly with a very high probability, and therefore user bits can be thought of as quasipilot bits. For each estimator discussed, we derive an exact or approximate formula for its MSE. Satterthwaite approximations, noncentral F distributions (singly and doubly) and distribution theory of quadratic forms are the key statistical tools used in developing the MSE formulas. In the case of approximate MSE formulas, we validate their accuracy using simulation techniques. The approximate MSE formulas, of interest in their own right for comparing the quality of the estimators, are also used for optimally combining estimators. In particular, we derive optimal weights for linearly combining an estimator based on pilot bits with an estimator based on user bits. The optimal weights depend on the MSE of the two estimators being combined, and thus the accurate approximate MSE formulas can conveniently be used. The optimal weights also depend on the unknown SINR, and therefore need to be estimated in order to construct a useable combined estimator. The impact on the MSE of the combined estimator due to estimating the weights is examined. © 2004 Wiley Periodicals, Inc. Naval Research Logistics, 2004     

基于Bell态与Two-qutrit态无信息泄漏的量子对话协议

基于Einistein-Podolsky-Rosen纠缠对与量子安全直接通信(QSDC),提出了一个新的基于Bell态的量子对话协议.通信双方Alice和Bob只需要进行一次通信即可实现双方之间秘密的同时交换.该方案利用一个随机比特串和检测光子来实现安全性,能够抵抗截获/重放攻击、特洛伊木马攻击和纠缠攻击等典型攻击.很多近期提出的协议中存在严重的信息泄漏,也就是说任何窃听者都可以从合法通信者的公开声明中提取到部分秘密信息,我们的方案很好地克服了这一问题.协议的效率较高,可以达到66.7％,同时由于纠缠态粒子只需要进行一次传输,该方案更简单易行.将该协议推广到two-qutrit态,其安全性仍能得到保证.     

低成本微小型无人机航姿测量系统设计

根据微小型无人机航姿测量需求,利用MEMS传感器设计了一种低成本的航姿测量系统．针对低成本MEMS陀螺仪本身漂移较大、容易发散、无法完成较长时间较高精度测量的特点,提出一种实时性强、计算量小的信息融合方法．利用地球重力场、地磁场2个参考向量,采用互补滤波对不同传感器的数据进行融合,实现提高该航姿测量系统测量精度的目的．实验结果表明,该航姿测量系统的更新速率达到450Hz,姿态角测量误差〈1°,航向角测量误差〈2°,能够满足微小型无人机航向和姿态测量需求．     

一种可移动式科氏流量计实验平台设计与实现

为提高科氏流量计的计量精度,促进相关数字信号处理方法与技术的发展和进口高精度科氏流量计的国产化,设计了一种可移动式科氏流量计实验平台。简述了科氏流量计的基本原理和相关数字信号的处理方法,指明了相关方法的研究趋势。针对研究趋势,分析了科氏流量计实验平台的功能需求,给出了总体设计方案、硬件选型、软件流程和技术指标,重点阐述了数据采集模块(以PLC和NI9234为核心部件)的详细设计,给出了实验平台的初步测试结果。测试表明,该实验平台性能稳定,功能全面,能较好地为开展科氏流量计相关数字信号处理方法研究提供平台支撑。     

联合编队作战行动方案建模

研究联合编队的作战行动方案问题,首先需要建立合理的任务模型。在基本作战样式基础上,针对联合编队任务特点,设计了一种联合编队作战行动方案的建模方法。该模型包含对海攻击和对空防御等5种基本作战样式,结合规划和调度两方面的特点,提供了资源和系统状态的描述机制。实例证明建模方案不仅具有可行性,而且丰富了作战行动方案的建模理论,对联合编队作战系统的研究、决策和建设具有一定的参考价值。