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一种用于人体运动捕获的自适应混合滤波融合算法

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工程科学与技术 2017年第5期49卷 93-100页

作者：路永乐余跃龚爽王艳张欣丁其星刘宇重庆邮电大学光电信息感测与传输技术重庆市重点实验室重庆400065

针对基于惯性传感器的人体运动捕获系统存在陀螺漂移和噪声干扰等问题,提出一种多元传感器信息融合的自适应混合滤波融合算法。算法首先利用快速高斯牛顿法对加速度计和磁力计数据进行姿态信息迭代估算,用四元数将参考坐标系中的加速度... 详细信息

针对基于惯性传感器的人体运动捕获系统存在陀螺漂移和噪声干扰等问题,提出一种多元传感器信息融合的自适应混合滤波融合算法。算法首先利用快速高斯牛顿法对加速度计和磁力计数据进行姿态信息迭代估算,用四元数将参考坐标系中的加速度和磁场强度分量转换到载体坐标中,将转换后的值与当前时刻测量值的差值代入高斯牛顿迭代算法中用于四元数的实时值估计,通过确定搜索步长的最优值来缩短迭代次数,提高算法收敛速度。设计自适应的互补滤波器将高斯牛顿法解算的姿态信息作为观测矢量对陀螺漂移进行补偿,分别使用高通滤波器和低通滤波器处理陀螺仪数据和高斯牛顿算法优化过后的加速度计、磁力计数据。在互补滤波器中引入重力矢量及地磁参考矢量自适应调节滤波器参数用于实时调整不同算法的权重大小,融合后输出最终的姿态信息,实现最优估计。进行实验对比分析本算法和其他算法融合效果,结果表明,本算法有效降低陀螺累积误差、线性加速度及磁场对解算精度的干扰,磁干扰状态下误差为0.94°,自由运动状态下误差为1°。对比扩展卡尔曼滤波融合算法,本文算法执行时间缩短25%,有效提升了运动捕获系统的性能。

关键词：传感器信息融合高斯牛顿算法互补滤波人体运动捕获

基于人工蜂群算法的多用户OFDM自适应资源分配方案

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吉林大学学报（工学版） 2019年第2期49卷 624-630页

作者：袁建国南蜀崇张芳王竟鑫庞宇重庆邮电大学光电信息感测与传输技术重庆市重点实验室重庆400065

针对多用户正交频分复用(OFDM)自适应资源分配中用户公平性和系统容量的问题,本文提出了一种联合子载波分配和功率分配的方案。在子载波分配中,首先确定每个用户需要的子载波数量,然后根据用户的速率比例继续分配子载波,最后分配剩余子... 详细信息

针对多用户正交频分复用(OFDM)自适应资源分配中用户公平性和系统容量的问题,本文提出了一种联合子载波分配和功率分配的方案。在子载波分配中,首先确定每个用户需要的子载波数量,然后根据用户的速率比例继续分配子载波,最后分配剩余子载波。在功率分配中,通过人工蜂群(ABC)算法的全局搜索实现在所有用户之间的功率寻优,并利用等功率的分配方式对每个用户的子载波进行单用户功率分配。从仿真结果中可以看出,本文算法不仅可以兼顾用户的公平性,同时也有效地提高了系统的吞吐量,从而证明了本文算法的有效性。

关键词：通信技术正交频分复用自适应资源分配子载波分配功率分配人工蜂群算法

基于MEMS惯性传感器的高精度步长估计算法（英文）

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中国惯性技术学报 2018年第2期26卷 167-172页

作者：路永乐陈永炜邸克郭俊启余跃刘宇重庆邮电大学光电信息感测与传输技术重庆市重点实验室重庆400065

针对传统计步算法精度低适用性不高的问题,提出了一种基于MEMS足部定位模块的高精度自适应步长估计算法。首先通过分析行人步态的周期特征,精确地判断每个步态周期中单脚离地和落地的时间差值,采用零速更新法结合时间阈值、加速度阈值... 详细信息

针对传统计步算法精度低适用性不高的问题,提出了一种基于MEMS足部定位模块的高精度自适应步长估计算法。首先通过分析行人步态的周期特征,精确地判断每个步态周期中单脚离地和落地的时间差值,采用零速更新法结合时间阈值、加速度阈值和加速度方差阈值进行步态检测;然后对转换后地理坐标系下传感器信号进行双重积分,计算出行人每一步的空间轨迹,无需进行前期步长数据采集或者生物模型参数提取,即可实现对行人步长的精确估计。在AHRS_box惯性传感器模块上进行了实验,结果表明该算法估计得出的步长和行走距离误差均小于2.5%,证实了该算法的有效性。

关键词：行人导航系统步长步态零速更新 MEMS惯性传感器

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电化学分子印迹传感器测定2'-脱氧腺苷

分析试验室 2025年

作者：刘涛许佳颖李丹熊文碟福建省新型污染物生态毒理效应与控制重点实验室莆田学院环境与生物工程学院生态环境及其信息图谱福建省高等学校重点实验室莆田学院基础医学院

以2'-脱氧腺苷为模板分子，邻苯二胺和3-氨基苯硼酸为单体，通过电聚合分子印迹技术制备了2'-脱氧腺苷的分子印迹传感器，利用负载金纳米颗粒的氮掺杂石墨烯提升电化学传感性能，并通过循环伏安法（CV）和差分脉冲伏安法（DPV）对分子... 详细信息

以2'-脱氧腺苷为模板分子，邻苯二胺和3-氨基苯硼酸为单体，通过电聚合分子印迹技术制备了2'-脱氧腺苷的分子印迹传感器，利用负载金纳米颗粒的氮掺杂石墨烯提升电化学传感性能，并通过循环伏安法（CV）和差分脉冲伏安法（DPV）对分子印迹传感器进行优化、表征和性能评价。结果表明，单体与2' -脱氧腺苷的摩尔比为4:1时，60 mV/s扫描速度下，CV聚合20圈所制得的分子印迹膜传感性能最佳。在1.25～8.75 μmol/L浓度范围内，分子印迹传感器响应与2'-脱氧腺苷浓度呈良好的线性关系(R2＞ 0.99)，检出限为0.288 μmol/L。

关键词：分子印迹电化学传感 2'-脱氧腺苷

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基于可穿戴式MIMU的个人导航修正算法

中国惯性技术学报 2018年第6期26卷 732-736,746页

作者：刘宇向高军路永乐邸克曹原司学迁重庆邮电大学光电信息感测与传输技术重庆市重点实验室重庆400065

基于微惯性测量单元(MIMU)的个人导航系统,由于其佩戴位置的不同定位精度存在巨大差异,通常将其固定在单一位置下进行定位。以行人航迹推算算法为基础,提出了一种基于多位置可穿戴MIMU的个人导航修正算法。选用三轴加速度计的多种特征值... 详细信息

基于微惯性测量单元(MIMU)的个人导航系统,由于其佩戴位置的不同定位精度存在巨大差异,通常将其固定在单一位置下进行定位。以行人航迹推算算法为基础,提出了一种基于多位置可穿戴MIMU的个人导航修正算法。选用三轴加速度计的多种特征值,设计朴素贝叶斯分类器对MIMU佩戴位置进行识别,并在捷联解算航向信息的基础上,采用启发式漂移消除算法对各种位置下的航向进行修正。结果表明:MIMU佩戴于上衣口袋、右衣口袋、右前裤口袋以及右后裤口袋的位置识别精度均达到99.0%以上,通过改进的航向补偿算法,四种佩戴方式下定位误差均小于0.49%D,有效提高了惯性定位技术在可穿戴设备方面的适应性。

关键词： MIMU 可穿戴式朴素贝叶斯分类器航向修正

基于MEMS惯性传感器的人体多运动模式识别

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中国惯性技术学报 2016年第5期24卷 589-594页

作者：路永乐张欣龚爽周帆刘宇重庆邮电大学光电信息感测与传输技术重庆市重点实验室重庆400065

针对人体多运动模式识别中识别精度低的问题,提出一种基于MEMS惯性传感器的人体多运动模式识别算法。该算法选取MEMS加速度传感器的时域特征作为模式识别特征量,提取MEMS角速度传感器的时域特征作为二次识别的特征量,能够准确识别走、... 详细信息

针对人体多运动模式识别中识别精度低的问题,提出一种基于MEMS惯性传感器的人体多运动模式识别算法。该算法选取MEMS加速度传感器的时域特征作为模式识别特征量,提取MEMS角速度传感器的时域特征作为二次识别的特征量,能够准确识别走、跑、站立、上楼、下楼、趴倒、躺倒、倒退多种运动模式。识别过程采用分层识别算法,同时使用支持向量机识别区分难度较大的两类行为动作。嵌入式消防单兵定位系统平台的实验验证表明,利用该算法能够识别消防单兵的多运动模式,平均识别精度达到94%以上。

关键词： MEMS惯性传感器运动模式识别算法时域特征

基于腰部MEMS-IMU的室内行人导航航向反馈修正算法

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中国惯性技术学报 2017年第6期25卷 725-730,737页

作者：路永乐刘洪志郭俊启陈自然向高军刘宇重庆邮电大学光电信息感测与传输技术重庆市重点实验室重庆400065

航向角误差随时间累积是采用惯性技术实现行人定位系统中影响导航精度的主要因素。通过典型建筑结构和行人行走特征的分析,提出一种室内行人导航航向反馈修正算法。根据行人是否在主方向上直行,区分在两种直行情况下的航向反馈条件,构... 详细信息

航向角误差随时间累积是采用惯性技术实现行人定位系统中影响导航精度的主要因素。通过典型建筑结构和行人行走特征的分析,提出一种室内行人导航航向反馈修正算法。根据行人是否在主方向上直行,区分在两种直行情况下的航向反馈条件,构建航向差值作为状态量进行自适应无迹卡尔曼滤波(AUKF),并运用反馈航向值参与四元数解算,从而减少航向误差的累积。嵌入式消防单兵定位系统平台的实验验证表明:提出的航向反馈修正算法与不反馈时相比,能够精确解算航向的时间增加两倍以上,且导航误差在1%以内,适应环境能力也较强。

关键词： MEMS传感器主方向四元数航向反馈修正自适应无迹卡尔曼滤波

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基于等差数列的QC-LDPC码构造方法

华中科技大学学报（自然科学版） 2019年第8期47卷 34-37,43页

作者：袁建国孙乐乐袁梦范福卓重庆邮电大学光电信息感测与传输技术重庆市重点实验室

提出了一种可进行快速编码的准循环低密度奇偶校验(QC-LDPC)码构造方法.首先利用等差数列(AP)得出基矩阵,然后使用循环置换矩阵(CPM)行列循环移位和修饰技术对其进行改进,最后得到校验矩阵,且该矩阵具有大围长和新型准双对角线结构的特... 详细信息

提出了一种可进行快速编码的准循环低密度奇偶校验(QC-LDPC)码构造方法.首先利用等差数列(AP)得出基矩阵,然后使用循环置换矩阵(CPM)行列循环移位和修饰技术对其进行改进,最后得到校验矩阵,且该矩阵具有大围长和新型准双对角线结构的特点.仿真结果表明:在相同条件下,当误码率(BER)为1×10-6时,相比基于局部优化搜索(LOS)算法构造出的LOS-QC-LDPC(3112,1556)码、大列重(LCW)低复杂度的LCW-QC-LDPC(3110,1555)码、基于Mackay算法构造的Mackay(3110, 1555)码和基于最大公约数(GCD)算法构造的GCD-QCLDPC(3110,1555)码,所构造的码率为0.5的AP-QC-LDPC(3110,1555)码的净编码增益(NCG)分别提高了约0.29,0.37,0.54,0.65 dB,其纠错性能较好,且具有编码复杂度低和可快速编码的优点.

关键词：准循环低密度奇偶校验码等差数列快速编码围长纠错性能

CO-OFDM系统中分块拉格朗日插值的CKF相位噪声补偿算法

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光学学报 2022年第16期42卷 29-35页

作者：袁建国李阳旭左智航重庆邮电大学光电信息感测与传输技术重庆市重点实验室重庆400065

针对相干光正交频分复用(CO-OFDM)系统中相位噪声造成的严重影响,提出了一种基于次符号进行分块二阶拉格朗日插值(BSSLI)的容积卡尔曼滤波(CKF)的相位噪声补偿算法。该算法先利用导频估计的时域OFDM符号相位噪声值进行第一次二阶拉格朗... 详细信息

针对相干光正交频分复用(CO-OFDM)系统中相位噪声造成的严重影响,提出了一种基于次符号进行分块二阶拉格朗日插值(BSSLI)的容积卡尔曼滤波(CKF)的相位噪声补偿算法。该算法先利用导频估计的时域OFDM符号相位噪声值进行第一次二阶拉格朗日插值(SLI),得到相位噪声粗略估计值,再将每个OFDM符号在时域分割成若干个次符号,将每个次符号的估计值作为它中间采样点的估计值进行第二次SLI,从而在提高时间分辨率的同时提升补偿精度,最后利用CKF对残余的相位噪声进行补偿。仿真结果表明:该算法在16阶正交振幅调制(16QAM)下,激光线宽为800 kHz时,其误码率(BER)接近于10^(-7)且降低了错误平层;该算法在32阶正交振幅调制(32QAM)下,激光线宽为800 kHz时,其BER达到10^(-3)以下;本文算法相较于线性插值与子符号光相位噪声补偿(LI-SCPEC)算法和基于拉格朗日插值的扩展卡尔曼滤波(LRI-EKF)算法补偿效果更优,有效改善了系统的性能。

关键词：光通信相干光正交频分复用相位噪声二阶拉格朗日插值容积卡尔曼滤波