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LTE系统中速度估计新算法

计算机仿真 2014年第10期31卷 218-222页

作者：薛伟陈振兴中国地质大学机械与电子信息学院湖北武汉430074

在移动通信速度优化问题的研究中,终端速度的估计对长期演进(LTE)系统性能有重要的影响。针对传统信道自相关函数法在高速场景下应用受限的问题,提出了一种新的联合速度估计算法。上述算法在中速和低速场景下采用信道自相关函数法进行估... 详细信息

在移动通信速度优化问题的研究中,终端速度的估计对长期演进(LTE)系统性能有重要的影响。针对传统信道自相关函数法在高速场景下应用受限的问题,提出了一种新的联合速度估计算法。上述算法在中速和低速场景下采用信道自相关函数法进行估计,在高速场景下采用频偏估计法进行估计,利用归一化接收功率标准差进行场景判断并在两种方法中切换,以提高速度估计精度。仿真结果表明,联合估计算法在低速、中速以及高速场景下均具有较高的估计精度,具有较好的应用价值。

关键词：长期演进系统速度估计自相关函数频偏估计

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视觉伺服中运动物体的速度估计

机床与液压 2004年第12期32卷 78-80页

作者：王刚宁文军王国栋天津大学机械工程学院天津300072

本文讨论了当被观测物体和摄象机两者都运动情况下 ,物体运动速度的估计算法。为了满足实时跟踪控制的需要 ,提高两幅图象之间对应点的匹配效率 ,提出了稀疏光流算法。实验结果证明了算法是正确有效的。

关键词：视觉伺服单目视觉速度估计

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基于无标度摄像机的车流速度估计算法研究

计算机工程与设计 2008年第15期29卷 4103-4105,4108页

作者：刘萌萌安庆师范学院教育学院安徽安庆246011

该算法假定视频帧中的车辆近似于在二维平面上沿着直线运动,由像素在图像中的不同定位来表示车辆在图像中的运动距离,在跟踪车辆的过程中获得比例系数,再通过一个适合比例系数的线性方程,对实际运动距离进行估计。由实际运动距离和已知... 详细信息

该算法假定视频帧中的车辆近似于在二维平面上沿着直线运动,由像素在图像中的不同定位来表示车辆在图像中的运动距离,在跟踪车辆的过程中获得比例系数,再通过一个适合比例系数的线性方程,对实际运动距离进行估计。由实际运动距离和已知的帧率就可以对车流速度进行估计。实验结果表明,在既没有对摄像机进行直接控制,也没有在场景中放置标度物体的前提下,算法具有一定的有效性与准确性。

关键词：智能交通车辆跟踪速度估计无标度摄像机

统计MIMO雷达的多目标定位和速度估计方法

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电讯技术 2013年第8期53卷 1006-1011页

作者：陈金立陈宣朱艳萍龙伟军南京信息工程大学电子与信息工程学院南京210044 解放军理工大学理学院南京211101 南京航空航天大学电子信息工程学院南京210016

在多目标情况下,统计多输入多输出(MIMO)雷达需要对不同观测通道中估计出的目标参数进行配对,才能完成多个目标定位及其速度估计。针对这一问题,对统计MIMO雷达提出了一种映射搜索配对法来实现在不同观测通道中的目标距离延时和多普勒... 详细信息

在多目标情况下,统计多输入多输出(MIMO)雷达需要对不同观测通道中估计出的目标参数进行配对,才能完成多个目标定位及其速度估计。针对这一问题,对统计MIMO雷达提出了一种映射搜索配对法来实现在不同观测通道中的目标距离延时和多普勒频率估计值的配对,从而获得目标位置及其速度估计值。仿真结果表明,该方法在目标雷达散射截面(RCS)闪烁情况下能对多个目标进行有效定位和速度估计。

关键词：统计MIMO雷达搜索配对多目标定位速度估计

新一代移动通信系统移动终端速度估计技术研究

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新一代移动通信系统移动终端速度估计技术研究

作者：蒋登峰东南大学

学位级别：硕士

随着移动通信的发展,新一代移动通信(B3G, Beyond 3rd Generation)系统已逐渐成为研究与开发的热点。正交频分复用(OFDM, Orthogonal Frequency Division Multiplexing)技术具备频谱利用率高、抗多径能力强、带宽扩展性好等优点,是新一... 详细信息

随着移动通信的发展,新一代移动通信(B3G, Beyond 3rd Generation)系统已逐渐成为研究与开发的热点。正交频分复用(OFDM, Orthogonal Frequency Division Multiplexing)技术具备频谱利用率高、抗多径能力强、带宽扩展性好等优点,是新一代移动通信系统中最有竞争力的技术之一。移动终端的速度或最大多普勒频移是新一代移动通信系统的重要参数,能应用于无线资源管理、切换以及接收机物理层性能优化等领域。本文主要研究了OFDM系统中的移动终端速度估计技术。论文首先分析了信号在无线传输中所经历的时频选择性衰落特性,推导介绍了单载波系统中基于接收信号的经典速度估计方法:电平通过率法(LCR, Level Crossing Rate)、零通过率法(ZCR, Zero Crossing Rate)和协方差近似法(COV, COVariance)等。在此基础之上,通过分析OFDM系统的信道模型与信道估计,提出了基于OFDM系统的速度估计方案;方案以OFDM系统的信道估计作为速度估计的输入,应用单载波系统经典速度估计原理,实现了OFDM系统的速度估计。据此估计方案,给出了基于OFDM系统LCR、ZCR及COV速度估计的实现步骤,比较分析了三者在加性白高斯噪声(AWGN, Additive White Gaussian Noise)信道中的性能,还根据性能分析提出了改进的应用。论文提出了通过调节协方差计算间隔来降低误差的基于COV的精确速度估计。通过对AWGN信道下的COV速度估计精确建模,数值分析了协方差计算间隔对COV算法本身精度及噪声因子的影响;根据分析的结果,以归一化平均误差最小为目标对估计算法进行了改进,获得了基于COV的精确速度估计;最后还对算法的可行性进行了讨论。从应用出发,论文还对提出的基于OFDM系统的速度估计方案用Verilog语言完成了现场可编程门阵列(FPGA, Field-Programmable Gate Arrays)设计。FPGA设计中,采用等效算法,优化了速度估计算法中的数值计算,降低了实现的复杂度。最后设计实现了实验验证系统,对FPGA设计进行验证,为后续开发建立平台;通过软硬件联调,实测的结果验证了FPGA设计的正确性。

关键词：正交频分复用速度估计电平通过率零通过率协方差函数 FPGA

机载多通道SAR慢速动目标检测与速度估计方法研究

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机载多通道SAR慢速动目标检测与速度估计方法研究

作者：邓召嵘南昌航空大学

学位级别：硕士

机载合成孔径雷达动目标指示技术(Synthetic Aperture Radar-Ground Moving Target Indication,SAR-GMTI)在动目标检测、动目标速度估计和聚焦定位成像等方面有着优异的性能,在军用领域和民用领域中应用广泛。由于单通道SARGMTI受各方... 详细信息

机载合成孔径雷达动目标指示技术(Synthetic Aperture Radar-Ground Moving Target Indication,SAR-GMTI)在动目标检测、动目标速度估计和聚焦定位成像等方面有着优异的性能,在军用领域和民用领域中应用广泛。由于单通道SARGMTI受各方面的影响,其检测性能较低,多通道SAR-GMTI在近些年得以快速发展,然而目前大多数多通道SAR-GMTI技术在面对慢速动目标时检测性能和速度估计性能较低。基于此,本文主要对机载多通道SAR慢速动目标检测与速度估计方法进行研究,首先建立了多通道SAR动目标信号模型,在此基础上,分别研究了传统的多通道动目标检测方法、基于干涉幅度和干涉相位的慢速动目标检测与速度估计方法、基于卷积神经网络(Convolutional Neural Network,CNN)的慢速动目标检测与速度估计方法。本文整体结构如下:(1)根据机载多通道SAR斜距平面几何模型,推导出动目标信号模型,并分析动目标运动参数对动目标成像结果的影响。接着介绍了两类传统的多通道SAR-GMTI算法,分别是相位中心天线偏置(Displaced Phase Center Antenna,DPCA)技术和沿航迹干涉(Along-Track Interferometry,ATI)技术。对于DPCA技术,详细推导了数据时域DPCA、距离多普勒域DPCA和图像域DPCA的基本原理,并通过点目标实验验证分析这三种处理域DPCA的可行性。对于ATI技术,则详细推导了图像域ATI的基本原理,并进行仿真实验分析其检测性能。(2)由于慢速动目标的干涉相位较小,仅利用干涉相位来检测动目标性能较低,而且检测出的动目标也难以精确估计速度。针对这个问题,提出了一种基于干涉幅度和干涉相位的慢速动目标检测与速度估计方法。该方法首先利用干涉幅度和干涉相位之间的微分关系建立起干涉幅度-干涉相位二维检测门限实现动目标检测。对于每个被检测出来的动目标,首先使用最优权重法来估计动目标距离向速度,该方法利用干涉相位求得组成动目标各个像素点对应的距离向速度,之后根据动目标各个像素点强度分配权重,最后对每个像素点求得的距离向速度加权求和得到动目标距离向速度;动目标方位向速度使用分数阶傅里叶变换(Fractional Fourier Transform,FRFT)来估计求得。完成动目标的速度估计后,即可实现动目标聚焦定位。实验结果表明,所提方法在动目标检测方面的性能高于DPCA-ATI,同时能够估计出动目标的二维速度,且距离向速度的估计性能高于传统的最强像素点方法。(3)由于卷积神经网络在解决回归问题中有着强大的性能,而且慢速动目标检测和速度估计可以视为回归任务。基于此,提出了一种基于CNN的慢速动目标检测与速度估计方法。该方法首先使用一种改进复数CNN来实现动目标检测与聚焦成像,该网络充分利用了SAR复图像的幅度和相位信息,将实域的特征映射拓展到复域,并使用复残差块和复残差稠密块自适应学习SAR复图像的深层特征,训练完成后的复数CNN可以实现SAR动目标检测并聚焦成像;接着使用一种融合通道注意力单元(Sequeeze-and-Excitation Block,SE Block)的Res Net18网络来估计动目标距离向速度,该网络能够充分学习到动目标复图像与动目标距离向速度之间的关系,训练完成后的网络可以用来估计动目标对应的距离向速度,并实现动目标的定位成像。实验结果表明,所提方法不仅在动目标检测性能上优于其他算法,而且在估计距离向速度的综合性能上优于传统算法。

关键词：机载多通道SAR 慢速动目标检测速度估计干涉幅度和干涉相位卷积神经网络

基于GPS数据的交通速度估计及短时预测研究

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基于GPS数据的交通速度估计及短时预测研究

作者：丁涛杰国防科学技术大学

学位级别：硕士

目前,日益严重的城市道路交通拥堵、空气污染和交通事故频发等问题已经成为一个城市健康发展的严重阻碍。利用车载GPS定位装置获取的实时道路数据与城市交通路网信息相结合从而获得实时交通状况,进而为人们提供更好的交通信息服务,已经... 详细信息

目前,日益严重的城市道路交通拥堵、空气污染和交通事故频发等问题已经成为一个城市健康发展的严重阻碍。利用车载GPS定位装置获取的实时道路数据与城市交通路网信息相结合从而获得实时交通状况,进而为人们提供更好的交通信息服务,已经成为目前解决交通拥堵等问题的一种有效手段和途径。论文围绕如何基于低频车载GPS数据进行实时交通状况估算问题展开研究,重点研究了基于出租车GPS数据的道路交通速度估计、短时交通速度预测以及基于流计算的面向大规模交通数据流的实时处理等问题,本文的主要工作和成果体现在如下三个方面:1)针对出租车GPS数据与电子地图的相应位置精确匹配问题,设计了一种基于条件约束、反向检查机制的实时地图匹配算法,进而针对出租车GPS数据采样时间间隔长及其运营特性问题,提出了一种有效数据获取方法和低采样频率下的道路速度计算方法,其特点是在较低的GPS采样频率下能够实现对交通状态较为准确的估计。2)基于非参数回归的短时交通预测模型,针对如何提高和改进其近邻搜索效率和精度问题,提出了一种基于速度变化趋势和密集度的变K近邻精确搜索算法,进而根据该算法进行了样本数据库设计并进行了实验验证,结果表明该算法在搜索效率和预测精度方面具有明显的改善。3)在上述研究基础上,针对大规模GPS数据流实时处理问题,基于流计算技术,设计实现了一个基于实时流计算平台Storm的交通速度估计与短时预测框架,将交通状况估算与实时流计算机制有机地结合起来,从而能够为大规模GPS数据流的实时处理和交通状况预测提供有效支持。

关键词：速度估计 GPS数据短时交通预测非参数回归流计算

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低重复频率下的目标速度估计算法研究

现代雷达 2010年第9期32卷 36-39页

作者：谢洁杨文军黎海林邓振淼南京电子技术研究所南京210039 北京跟踪与通信技术研究所北京100094

研究了低重复频率下的目标速度估计问题,提出一种利用相邻回波脉冲的互相关函数进行测速的方法。首先利用每个脉冲起始频率与到达时间的线性关系,在时域上把回波脉冲串对准,使回波达到相参条件。然后对相参之后的相邻脉冲进行互相关运算... 详细信息

研究了低重复频率下的目标速度估计问题,提出一种利用相邻回波脉冲的互相关函数进行测速的方法。首先利用每个脉冲起始频率与到达时间的线性关系,在时域上把回波脉冲串对准,使回波达到相参条件。然后对相参之后的相邻脉冲进行互相关运算,估计互相关函数的频率并根据该频率与目标速度的关系得到速度估计值。取所有估计值的均值作为目标速度的最终估计。该方法的估计精度小于无模糊速度,可以用于解速度模糊或作为最大似然估计迭代的初始值。

关键词：速度估计重复频率速度模糊最大似然估计

无传感器PMSM中基于IGSO优化EKF的速度估计方法

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计算机应用研究 2019年第4期36卷 1006-1009,1014页

作者：张相胜田佳文潘丰江南大学轻工过程先进控制教育部重点实验室江苏无锡214122

为了提高无传感器永磁同步电机(PMSM)控制系统中速度控制性能,提出一种基于改进群搜索优化(IGSO)算法的扩展卡尔曼滤波(EKF)速度估计方案。首先,分析了PMSM磁场定向控制(FOC)系统模型;然后,将电机的d-q轴电压、电流和转子速度作为状态变... 详细信息

为了提高无传感器永磁同步电机(PMSM)控制系统中速度控制性能,提出一种基于改进群搜索优化(IGSO)算法的扩展卡尔曼滤波(EKF)速度估计方案。首先,分析了PMSM磁场定向控制(FOC)系统模型;然后,将电机的d-q轴电压、电流和转子速度作为状态变量,构建EKF中的状态方程来估计转速和负载。同时,为了提高EKF的估计性能,以估计值与实际值的平方误差积分(ISE)作为适应度函数,通过IGSO算法来优化EKF中的噪声协方差矩阵Q和R,以此获得最优参数。仿真结果表明,提出的控制系统能够精确地估计出电机转速并进行有效控制。

关键词：永磁同步电机速度估计扩展卡尔曼滤波噪声协方差矩阵群搜索优化