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基于相关熵的稳健型ESPRIT算法

计算机工程与设计 2016年第2期37卷 438-442页

作者：赵季红贺丹王伟华曲桦雷佩西安邮电大学通信与信息工程学院陕西西安710061 西安交通大学电子信息学院陕西西安710049

为解决旋转不变子空间(estimation of signal parameters by rotational invariance techniques,ESPRIT)算法在冲击噪声环境下来波方向(direction of arrival,DOA)估计不稳健的问题,提出基于相关熵(correntropy)的稳健型ESPRIT算法,进行DOA估计。利用相关熵在冲击噪声环境下具有鲁棒性的优点,与ESPRIT算法相结合,在冲击噪声环境下进行DOA估计。仿真结果表明,与基于分数低阶统计(fractional lower order statistics,FLOS)算法相比,该算法优势在高冲击噪声环境中尤其明显。

关键词：相关熵方向估计冲击噪声分数低阶统计旋转不变子空间

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一种基于能量加权的阵列宽带信号定位算法

仪器仪表学报 2005年第Z1期26卷 123-124页

作者：林静然彭启琮邵怀宗居太亮电子科技大学通信学院140教研室成都610054

提出了一种基于能量加权的阵列宽带信号定位算法。首先,对宽带信号使用MUSIC算法在频域进行方向估计;再根据信号在各个频点能量的大小,对相应频点的估计值进行加权,从而得到最终的方向估计值。该算法克服了随机选择频点定位算法不稳定... 详细信息

提出了一种基于能量加权的阵列宽带信号定位算法。首先,对宽带信号使用MUSIC算法在频域进行方向估计;再根据信号在各个频点能量的大小,对相应频点的估计值进行加权,从而得到最终的方向估计值。该算法克服了随机选择频点定位算法不稳定的缺点,同时也优于对各频点方向估计值进行等权平均的算法。仿真结果验证了该算法的优越性。

关键词：基于能量加权阵列处理宽带信号方向估计

基于消费级IMU的PDR系统的关键技术研究及实现

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基于消费级IMU的PDR系统的关键技术研究及实现

作者：郭凯天津大学

学位级别：硕士

随着社会的发展和人们生活方式的转变,位置信息在人类的生活和工作中扮演着一个越来越重要的角色。定位导航技术能够实时地获取用户的准确位置信息,并以此向用户提供准确定位、线路导航、灾害预警和紧急救援等服务,而这些服务大多都依... 详细信息

随着社会的发展和人们生活方式的转变,位置信息在人类的生活和工作中扮演着一个越来越重要的角色。定位导航技术能够实时地获取用户的准确位置信息,并以此向用户提供准确定位、线路导航、灾害预警和紧急救援等服务,而这些服务大多都依赖于全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System,GNSS)。但是如今人们工作生活的大量时间都是在室内环境下,在室内中由于建筑物格挡导致卫星信号衰减严重,使得GNSS的定位精度变差甚至无法提供定位。所以,如何在GNSS无法使用的室内情况下提供人员位置信息将是一个急需解决的问题。目前,主流的室内定位技术包括:Wi Fi定位技术、射频识别(Radio Frequency Identification,RFID)技术、蓝牙(Bluetooth)定位技术、超宽带(Ultra Wide Band,UWB)定位技术、行人航迹推算(Pedestrian Dead Reckoning,PDR)技术等。随着微机电集成系统的发展,基于PDR惯性导航定位技术凭借其不需要外部设备依赖且不受任何场限制的特点,迅速成为了最有发展前景的技术之一。本课题主要针对基于PDR的惯性导航技术中的主流框架、关键算法和系统的实际应用进行了研究,主要包括以下:(1)PDR主流框架研究。本课题针对PDR导航定位中的关键框架进行了相关研究,首先分析了IEZ(INS+EKF+ZUPT)框架的优点和存在的问题,继而针对其方向修正问题进行了扩展,引入了当前更加流行的IEZ+框架,最后将IEZ+框架作为本课题中使用的框架,并对框架中使用到的一些算法(零速率检测算法、角速度更新算法、地磁航向修正算法)进行了改进和更新。(2)PDR导航的关键算法研究。本课题首先针对基于最大似然估计的零速率检测算法进行详细的原理性介绍,并通过实验证明了算法的有效性和可靠性;其次,针对零速率修正算法的缺点提出了改进的i ZARU算法,并将其应用于框架中;最后,介绍了基于地磁检测的航向估计和修正算法。(3)基于PDR的人员室内定位系统设计开发。结合本课题的研究成果和实际需求,本课题开发了基于Android平台的人员室内实时位置计算系统和基于Matlab平台的人员室内实时定位及显示系统,并分别在IPIN2016和IPIN2017两届国际室内定位大赛中进行了可行性和有效性验证。

关键词：人员室内定位导航人员航迹推算惯性导航系统零速率检测方向估计定位系统设计和开发 IPIN室内定位大赛

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面向港口车船目标的航空影像旋转不变检测器

科学技术与工程 2019年第5期19卷 186-192页

作者：李胜永张智华王超男王孟江苏航运职业技术学院南通大学理学院南通226000

通用目标检测器面向航空影像中地面目标显示出漏检和错检较多的缺陷。为了实现在航空影像下港口场景中的车辆和船只的位置检测并估计目标方向。一种单卷积旋转不变检测器被提出以解决这种问题。基于回归网络的旋转不变检测器网络层数更... 详细信息

通用目标检测器面向航空影像中地面目标显示出漏检和错检较多的缺陷。为了实现在航空影像下港口场景中的车辆和船只的位置检测并估计目标方向。一种单卷积旋转不变检测器被提出以解决这种问题。基于回归网络的旋转不变检测器网络层数更少,边框分配和尺度大小更加公平,在带有角度信息的方向边框策略的配合下能够在特定场景的目标检测任务中实现更鲁棒的检测结果并能评估目标的方向。使用同一数据集与众多先进架构的对比实验和旋转边框消融实验的结果证明了提出架构的优势。

关键词：航空影像港口目标检测卷积神经网络方向估计

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基于多尺度分块压缩感知的图像处理算法研究

基于多尺度分块压缩感知的图像处理算法研究

作者：高东红北京理工大学

学位级别：硕士

压缩感知理论突破了奈奎斯特采样率的限制,采样和压缩同步进行,大大降低了传感器的采样和计算成本,因而在众多图像压缩技术中脱颖而出,在科学和工程的许多领域有着重要的理论与实际应用价值。多尺度分块压缩感知根据信号的多分辨分析特... 详细信息

压缩感知理论突破了奈奎斯特采样率的限制,采样和压缩同步进行,大大降低了传感器的采样和计算成本,因而在众多图像压缩技术中脱颖而出,在科学和工程的许多领域有着重要的理论与实际应用价值。多尺度分块压缩感知根据信号的多分辨分析特性,基于分块压缩感知,提出了分尺度加权分配采样率的调整措施,取得了不错的重构效果。然而,多尺度分块压缩感知忽略了包含大量先验信息的低频系数,且同层小波系数采取一致的采样率。为进一步提高图像的重构质量,本文基于同层小波系数之间的重要性差异,提出了一种结合纹理信息和方向估计的自适应多尺度分块压缩感知算法。该算法首先提取图像在小波域内的低频系数,进行小波逆变换,得到预估计图像。分块后做以下三方面工作:1)计算出代表各块纹理信息的灰度熵,按照一定的转换方式将其转换为初步自适应采样率;2)利用图像的梯度信息,对各层各子带的各图像块进行方向估计;3)将初步自适应采样率按小波域内各层各子带的主方向进行采样率的分配,实现自适应采样。采用六幅纹理复杂度各不相同的测试图像进行仿真,实验表明在各采样率下,该算法能显著提高图像的重构质量和视觉效果,重构图像的PSNR和SSIM比原算法均有提升,PSNR最高可提升1.38dB。本文还对图像重构算法进行了研究和分析,分别是本文采用的平滑投影Landweber算法,凸松弛算法中的最小1l范数算法以及贪婪算法中的压缩采样匹配算法,给出了仿真结果。

关键词：多尺度压缩感知小波变换自适应采样灰度熵方向估计

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二维 Root-MUSIC

国防科技大学学报 1998年第6期20卷 61-63页

作者：刘全皇甫堪陈建文长沙国防科技大学电子工程学院

将一维Ｒｏｏｔ－ＭＵＳＩＣ推广到二维，从而得到了一种新的二维方向估计方法，它具有计算量小的优点。

关键词：方向估计 Root-MUSIC 信号处理协方差矩阵

基于盲源分离技术的多目标辨识与定向技术研究

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基于盲源分离技术的多目标辨识与定向技术研究

作者：冯丹凤西北工业大学

学位级别：硕士

盲信号处理理论和方法是近二十几年来发展起来的信号处理领域的一个重要的研究热点。基于提高被动声纳的检测能力，本文用盲源分离技术对水下目标信号的辨识和方向估计进行了探索性的研究。完成的主要研究内容和创新性的成果如下： (1)... 详细信息

盲信号处理理论和方法是近二十几年来发展起来的信号处理领域的一个重要的研究热点。基于提高被动声纳的检测能力，本文用盲源分离技术对水下目标信号的辨识和方向估计进行了探索性的研究。完成的主要研究内容和创新性的成果如下： (1)研究了盲源分离的基本原理和分离方法。对盲信号分离的概念、原理、结构、几种代表性的算法、盲源分离算法性能的评价函数、相关应用问题等进行了较为系统的研究和探讨。 (2)重点推导了自然梯度盲分离算法，针对目标辐射的水声信号的盲源分离问题，提出了采用特征值分解的数据预处理方法，在频域建立了新的盲源分离算法性能的评价函数，提高了目标辨识评价的性能。 (3)本文尝试一种新的基于概率选定非线性函数的自然梯度盲分离改进算法。针对自然梯度算法分离目标辐射水声信号时的不足，采用改进算法不但能分离同系混合信号(都是亚高斯或都是超高斯混合信号)，而且对杂系混合信号(亚高斯和超高斯混合信号)也能有效地进行分离，实验结果验证了改进算法的有效性。 (4)目前大多数的研究都是建立在理想的无噪声干扰的模型，也为验证本文提出的改进自然梯度盲分离算法的抗噪声干扰能力，在不同信噪比下分析了改进算法的分离性能，仿真分析和实船实验结果表明改进算法具有一定的抗噪声干扰能力。 (5)提出了自然梯度盲分离改进算法在复数情况下的目标方向估计方法。构建了水声基阵接收模型，用仿真信号验证了该复数改进算法的有效性，用实船噪声信号进行了目标方向估计的实验，方位估计的误差小于5％，令人满意。

关键词：盲源分离自然梯度目标辐射水声信号方向估计

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航空影像下小车辆的快速定向检测算法设计

航空影像下小车辆的快速定向检测算法设计

作者：许楠江西理工大学

学位级别：硕士

高空俯视中实时监测车辆目标对于智能交通或安防监督具有重大意义。航空影像中的车辆目标由于所占图像比例较小等因素,使得该问题一直不能得到良好解决。另外,空中俯视下的车辆的方向信息十分重要,对于特定场合应用中不可忽略,而方向评... 详细信息

高空俯视中实时监测车辆目标对于智能交通或安防监督具有重大意义。航空影像中的车辆目标由于所占图像比例较小等因素,使得该问题一直不能得到良好解决。另外,空中俯视下的车辆的方向信息十分重要,对于特定场合应用中不可忽略,而方向评估是现有的目标检测框架的一个严重短板。本文针对航空影像下的小车辆目标实时检测问题,根据特定要求提出解决方案,最终得到了良好的检测结果。本文的主要研究内容如下:1.使用多参数指数激活的卷积网络特征提取。基于深度学习的目标检测算法要实现良好的检测效果依赖特征提取网络提取的细微特征,特征的好坏直接决定检测效果。本文以影响卷积滤波程度最大的激活层为出发点,提出了多参数指数函数作为新的激活函数,该函数更好的融合特征,能够在整流函数和指数函数之间随意转换,更重要的是它增加了参数的可学习性,将激活层纳入到类似于卷积层的参数更新体系中,使得网络能够实现更好的特征提取,通过对公用数据集的实验分析,验证了采用该激活函数有效提升了网络的性能。2.面向航空影像下小车辆的目标检测器。根据对通用检测框架对待小目标检测的缺陷分析,提出了轻量级尺度公平单卷积检测器用于航空影像中的车辆检测,该架构基于回归的单一网络,采用特征金字塔模式的预测框形式,保证了这些检测框能够与不同大小和比例的车辆目标实现匹配。另外,所提出的架构相对于通用的单一网络检测架构模型更小,层数更少。其次,提出了公平尺度分配策略,包括对预测框提取来源的优化以及预测框大小和比例的优化,使之更适合所应用的具体目标。最后,由于公平尺度的小预测框使得负样本大幅度的增加,为此提出了最大背景分数策略,将负样本进行评分,保留最高分数的样本作为负样本,与难例挖掘技术搭配以平衡正负样本的数量。选取两个公共数据集验证,取得了较好的结果。3.航空影像中车辆的区域定向。在实际场景中,车辆目标的方向评估对于监侦等应用十分广泛。本文在轻量级尺度公平单卷积检测器的基础上增加角度信息提出了方向轻量级尺度公平单卷积检测器。所提出的检测器采用带有角度信息的方向边框作为算法中目标数据的处理方式,摒弃了通用的水平边框,在复杂的背景中能有效的减少背景干扰,增强检测器的鲁棒性。实验结果表明,所提出的方向检测器不仅能够估计车辆目标的方向,而且再检测精度上有了一定提升。

关键词：航空影像车辆检测卷积神经网络特征提取方向估计

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移动通信系统中波束形成算法研究

移动通信系统中波束形成算法研究

作者：徐伟西安电子科技大学

学位级别：硕士

智能天线技术引入了空分多址(SDMA)，与现有的多址技术(TDMA、FDMA、CDMA)相结合，可以成倍地增加移动通信系统的容量，提高移动通信系统质量。目前智能天线技术已作为第三代移动通信系统中的一项关键技术，受到了广泛的关注。本文针对D... 详细信息

智能天线技术引入了空分多址(SDMA)，与现有的多址技术(TDMA、FDMA、CDMA)相结合，可以成倍地增加移动通信系统的容量，提高移动通信系统质量。目前智能天线技术已作为第三代移动通信系统中的一项关键技术，受到了广泛的关注。本文针对DS-CDMA信号的特点，研究了智能天线系统上行链路中的波束形成算法。本文主要工作概括如下： 1．讨论了一类利用扩频码结构的低复杂度盲波束形成算法，提出了一种结合通信信号有限码集特性与扩频码结构的盲波束形成算法，仿真实验表明了本文算法的有效性。 2．将雷达中单脉冲测角算法用于移动通信系统中用产信号到达方向(DOA)估计，提出了一种适用于CDMA系统的DOA估计算法。并分析了适用于多用户环境的线性约束自适应单脉冲测角算法，仿真实验表明了本文算法的有效性。 3．介绍了几种波束形成算法实现方案，并进行了简单比较，给出了一种结合通信信号有限码集特性与扩频码结构的盲波束形成算法实现方案。

关键词：智能天线 DS-CDMA 波束形成方向估计