Online process mean estimation using L1 norm exponential smoothing

A basic assumption in process mean estimation is that all process data are clean. However, many sensor system measurements are often corrupted with outliers. Outliers are observations that do not follow the statistical distribution of the bulk of the data and consequently may lead to erroneous results with respect to statistical analysis and process control. Robust estimators of the current process mean are crucial to outlier detection, data cleaning, process monitoring, and other process features. This article proposes an outlier‐resistant mean estimator based on the L₁ norm exponential smoothing (L₁‐ES) method. The L₁‐ES statistic is essentially model‐free and demonstrably superior to existing estimators. It has the following advantages: (1) it captures process dynamics (e.g., autocorrelation), (2) it is resistant to outliers, and (3) it is easy to implement. © 2009 Wiley Periodicals, Inc. Naval Research Logistics 2009     

基于神经网络信息融合技术的卫星定姿算法

姿态确定系统是卫星姿态控制系统中的重要组成部分,卫星姿态确定的精度直接影响卫星控制精度.为得到高姿态精度,针对由惯性测量单元(Inertial Measurement Unit),红外地平仪和太阳敏感器组成的卫星姿态确定系统,分别采用BP网络算法和径向基(RBF)网络算法对不同的姿态敏感器的输出数据进行融合,并用STK(Satellite Tool Kit)数据进行了仿真.仿真分析结果表明这两种学习算法均可以提高卫星定姿精度,相对而言,RBF网络无论是精度上还是收敛速度上均优于BP网络.     

无线传感器网络中基于统计异常的入侵检测

无线传感器网络与传统网络存在较大差异,传统入侵检测技术不能有效地应用于无线传感器网络.结合无线传感器网络的特点,提出一种基于统计异常的入侵检测.入侵检测为传感器节点在正常工作状态下的某些系统特征建立行为模式,并通过统计观测值对正常行为模式的偏离程度来判断是否存在入侵.理论分析及仿真实验表明,提出的入侵检测技术可有效检测入侵,检测算法简洁高效,利于节能,适用于供能紧张的无线传感器网络.     

Optimal source placement for point coverage in active multistatic sonar networks

The allocation of underwater sensors for tracking, localization, and surveillance purposes is a fundamental problem in anti-submarine warfare. Inexpensive passive receivers have been heavily utilized in recent years; however, modern submarines are increasingly quiet and difficult to detect with receivers alone. Recently, the idea of deploying noncollocated sources and receivers has emerged as a promising alternative to purely passive sensor fields and to traditional sonar fields composed of collocated sources and receivers. Such a multistatic sonar network carries a number of advantages, but it also brings increased system complexity resulting from its unusual coverage patterns. In this work, we study the problem of optimally positioning active multistatic sonar sources for a point coverage application where all receivers and points of interest are fixed and stationary. Using a definite range sensor model, we formulate exact methods and approximation algorithms for this problem and compare these algorithms via computational experiments. We also examine the performance of these algorithms on a discrete approximation of a continuous area coverage problem and find that they offer a significant improvement over two types of random sensor deployment.     

基于特征提取的三维流线分布算法

特征提取与清晰表达是三维流场可视化研究中的两个主要问题.提出了一种基于特征提取的三维流线分布算法,既保障了流场临界点附近的特征结构得以正确描述,同时又使输出结果具有良好的清晰性.该算法分为三个步骤:首先,在临界点的快速检测基础上,根据临界点处Jacobian矩阵特征值对临界点进行分类,并对临界点与种子点模板进行匹配;其次,种子点依照优先规则排序,并从这些种子点出发在物理空间计算出流线;最后,在图像空间由预先设置的阈值对流线进行间距控制,并根据深度检测来保留离视点最近的流线,使得屏幕上的输出结果清晰.     

被动传感器融合检测系统的优化分布密度

被动传感器由于采用无源探测,而且制造成本低,体积小,在战场环境中将采用并配置大量的被动传感器来检测目标.不论是主动还是被动式传感器,在实际应用中均存在资源优化配置问题.针对被动传感器的具体应用模型,采取了若干合理近似,得到了在"OR"融合检测条件下,基于最大检测概率的被动传感器优化配置密度计算公式.     

基于SEA方法的传感器与武器系统匹配分析

分析系统的匹配程度,是对作战系统进行评价的重要内容,提出将系统的作战效能作为衡量系统匹配程度的重要指标,在SEA(System Effectiveness Analysis)方法的框架下建立了系统匹配分析模型,采用蒙特卡罗方法对匹配过程进行了仿真计算,并通过具体算例验证了模型的正确性,为作战系统的匹配分析提供了一种新的思路.     

基于能量分级和位置预测的高效路由算法

针对车载传感器网络节点移动速度快、网络拓扑结构不稳定、终端传感器节点能量不确定性等特点,提出了一种能量分级和位置预测的高效路由算法ERLP(Energy Rank and Location Prediction based routing)。该算法根据具有不同能量等级的节点将消息传递距离的不同选择那些能量高的节点作为中转节点,并结合节点的分布区域和当前速度,尽量将多个消息副本传递给覆盖不同方向的节点,避免消息传递的局部性。仿真结果表明,与当前典型延迟容忍网络的路由算法相比,ERLP算法在传输成功率、平均延迟时间上具有较大提升。     

基于改进协方差控制的传感器管理算法

针对传统的基于协方差控制的传感器管理算法使用全遍历方法所造成的计算量大,以及传感器切换频繁的问题,提出了一种基于改进协方差控制的传感器管理算法。该算法在每一时刻首先判断前一时刻所用传感器组是否能够满足目标跟踪需求,以滤波协方差与期望协方差的偏差作为参考,结合量纲变换和特征值求取,为协方差偏差矩阵经过量纲变换后得到的量纲一致阵的所有特征值设定一个精度阈值,然后判断滤波协方差是否满足期望,从而决定是否维持当前选择的传感器组。在目标作匀速、匀加速、协同转弯等多种场景下进行了算法性能测试分析,仿真结果表明,该算法不仅在大部分场景下满足目标跟踪精度,而且能够提高传感器管理算法的实时性,同时降低传感器的切换频率。     

基于信息熵TOP SIS法的无线传感器网络节点自定位技术

在无线传感器网络的应用中,节点的定位是一个关键的问题。但是,利用已知节点对未知节点定位的算法存在着定位精度不高,定位计算量大等缺点。针对该问题,提出了一种基于信息熵TOPSIS法的节点自定位算法,该算法利用TOPSIS法按已给的传感器属性进行排序,只取最靠前的3个节点代入标准最小二乘公式中进行计算,既缩短了计算时间,又保证了计算精度。仿真实验证明,该算法是一种有效可行的算法。