多传感器组合导航系统的多尺度分布式滤波算法

将模型的动态系统分析与具有统计特性的多尺度信号变换方法相结合,首先将状态方程采用数据块变换的方式以得到新的状态块方程,并将量测方程表达为数据块的形式;然后将量测向量进行多层小波变换以得到新的量测向量,并结合状态块方程进行卡尔曼滤波;最后根据卡尔曼滤波结果建立多尺度分布式融合估计算法。仿真结果表明,相对于原始尺度的集中式卡尔曼滤波器及原始尺度的多尺度融合算法,本算法可明显地提高系统的滤波精度。     

多传感器融合导航方法的比较

多源传感器融合导航有多种算法，但不同算法之间存在理论和计算方面的差异。本文试图从理论上探讨联邦滤波融合法、动静态滤波融合法、基于观测信息的融合法以及基于各传感器几何导航解融合法的基本原理，分析各种方法的优劣，为多传感器融合导航的应用打下基础。     

基于多尺度融合特征卷积神经网络的遥感图像飞机目标检测

飞机检测在遥感图像解译中具有重要的研究意义。针对现有目标检测算法对于复杂场景区域或飞机密集区域的小尺度飞机目标检测精度较低的问题,本文提出了一种端到端的多尺度特征融合飞机目标检测框架MultDet。该方法基于SSD多尺度检测框架,采用轻量级基础网络提取多尺度特征信息;然后设计反卷积特征融合模块,通过跳跃连接将高层语义特征与低层细节特征进行特征融合,得到结构层次丰富的多尺度融合特征;最后设计了一系列不同纵横比的候选框以适应多尺度飞机目标检测。本文在光学遥感图像数据集UCAS-AOD上进行数据分析试验,结果表明,MultDet512在飞机数据集上取得了94.8%的平均检测精度(average precision,AP),在Titan Xp GPU上达到0.0500s/img的检测速度。本文所提飞机目标检测算法在包含多种复杂场景的遥感图像中,能够实现多尺度飞机目标的高精度稳健检测。     

融合多尺度特征注意力的遥感影像变化检测方法EI北大核心CSCD

深度学习技术已经成为遥感影像变化检测研究的主流方法,现有的基于深度学习的变化检测方法主要是获取单一尺度的变化特征,而在现实场景中,变化区域的尺度具有多样性。为此,本文提出了融合多尺度特征注意力的遥感影像变化检测方法,通过关注多尺度融合策略来解决变化检测存在的多尺度问题。首先,利用特征金字塔网络自身的多尺度特性,使网络学习到不同尺度的变化特征,为了提升网络感受野和利用全局特征信息,在特征提取网络末端引入扩张卷积空间金字塔模块;然后,在不同变化特征融合时,使用变化特征融合模块来控制信息传播以减少特征融合时的差异性;最后,使用门控机制,将不同尺度预测的变化特征图进行加权求和,最终产生具有高精度的变化特征图。本文方法不仅能获取多尺度变化特征,还能利用全局信息和精确的空间细节来提升预测特征图的空间精度。对比试验表明,本文方法在变化检测基准数据集CDD和LEVIR-CD上取得了较好的结果,召回率分别提高了6.58%和5.26%。     

一种融合数学形态学运算的多尺度建筑物分割算法

多尺度分割算法是面向对象的图像分析方法中的一种较为成熟、稳定的分割算法,但存在部分分割不准确和分割效率低等问题.为此,提出一种融合数学形态学运算的多尺度建筑物分割算法:首先利用高斯滤波器对遥感图像进行滤波处理,然后通过数学形态学运算对图像进行腐蚀处理,最后采用多尺度分割算法得到建筑物影像.对昆明市局部区域的QuickBird图像进行多尺度建筑物分割实验的结果表明,该算法具有分割精度高、效率快等优点,对类似工作有一定的借鉴意义.     

高分辨率影像融合算法对滨海湿地土地利用分类精度的影响

针对融合算法对影像分类精度具有明显影响的问题,本文选择连云港海岸带埒子河口滨海湿地为研究区,以GF-1卫星影像为数据源,首先分别使用Gram-Schmidt算法、PCA算法及Brovey算法进行影像融合。然后在eCognition软件平台上,基于面向对象多尺度分割技术,利用随机森林算法对影像进行土地利用分类,并对分类结果进行精度评价。试验结果表明,不同融合算法影像融合效果明显不同,其中,Gram-Schmidt算法融合后的影像质量最好,且分类精度最高;Brovey融合算法对植被和水体有较好的光谱保真性,并且改变波段组合后分类精度有明显提高;PCA算法在3种融合算法中精度最低。     

顾及全局和局部最优的高分辨率遥感影像多尺度分割优化算法

遥感影像多尺度分割是面向对象影像分析方法（OBIA）的关键步骤,分割质量直接影响OBIA的分类精度,目前多尺度分割方法都很难让分割结果同时达到全局和局部最优。本文针对上述问题,提出一种新的顾及全局和局部最优的高分辨率遥感影像多尺度分割优化算法。该算法主要包括：（1）采用局部方差准则获得多尺度分割的全局最优分割尺度。（2）对全局最优分割尺度中的过分割和欠分割对象进行优化处理,获得局部最优分割结果。（3）将局部最优化分割结果与全局最优分割结果进行融合,获得最终的多尺度优化分割结果。本文采用2个QuickBird遥感影像进行实验,验证该算法的有效性,并对实验结果进行定性和定量分析,结果表明：（1）从视觉效果来看,优化后的分割结果具有更准确的分割边界,大尺度的地物保持较好的区域性,小尺度的地物保持了更多细节。（2）从定量评价指标（RR、RI和ARI）分析：在实验1中,该算法比全局最优分割尺度的RR\RI\ARI分别提高了2.1%,2.4%,30.2%,比基于K均值优化算法分别提高了8.3%,0.1%,8.1%,比融合边界优化算法分别提高了0.7%,0.4%,17.6%;在实验2中,该算法比全局最优分割尺度的RR\RI\ARI分别提高了4.5%,2.7%,29.3%,比基于K均值优化算法分别提高了17%,0.8%,8.4%,比融合边界优化算法分别提高了1.7%,2.5%,17.2%。（3）相对典型分割算法,该算法的优化结果达到了局部和全局最优;相对其他多尺度分割优化算法,该算法同时减少了欠分割和过分割对象。     

像元与对象特征融合的高分辨率遥感影像道路中心线提取

提出了一种融合像元-多尺度对象级特征的高分辨率遥感影像道路中心线提取方法。首先在像素级上提取影像的纹理和形状结构特征,在构建的多尺度分割集影像上提取对象的区域光谱特征。然后,将像元级特征与多尺度对象特征进行决策级融合,完成道路网的粗提取。最后,结合本文所提出的非道路区域自动去除算法和张量投票算法,实现道路中心线的精提取。不同场景、不同分辨率数据下开展的试验结果表明,该方法可有效改善传统道路提取方法易产生的"盐噪声"和非道路地物粘连现象。     

多进制小波理论在SPOT和TM影像融合中的应用

二进制小波不适合融合SPOT全色影像和TM多光谱影像；三进制下的Mallat算法对SPOT全色影像和TM多光谱影像进行融合时，由于存在抽取和插值运算，使得融合的结果存在相位失真。为了克服相位失真，本文采用了多进制下的MRAGM算法。试验表明，它能有效地用于融合SPOT全色影像和TM多光谱影像，实现它的关键是构建具有支撑特性的M进制低通尺度函数滤波器。     

多尺度引导滤波加权聚合的立体匹配算法

针对多尺度局部匹配中出现边缘信息被过度平滑导致误匹配的现象，该文利用图像多尺度信息，提出多尺度引导滤波加权聚合的立体匹配算法以提高匹配精度。在代价计算阶段，改进了Census方法，并结合图像多尺度特征信息，融合绝对差值算子和零均值归一化算子，获取稳定的初始匹配代价。在代价聚合阶段，根据图像多尺度信息构建多尺度模型，在多尺度模型中引入邻域方差，提高多尺度模型的边缘保持能力，提高视差图质量。实验结果表明，该文利用图像的多尺度信息可以更好地对图像特征进行匹配，相比单尺度引导滤波算法以及传统多尺度算法整体匹配精度有明显提高，且在非边缘区域视差过渡更加平滑，验证该文提出的多尺度立体匹配算法的可行性。     

一种GPS/GLONASS/INS数据融合算法

针对卫星导航系统和惯性导航系统(INS)的不同特性,提出了一种GPS/GLONASS/INS数据融合算法。采用差分自适应检测算法、改进码平均相位算法以及位置联合解算方法实现了GPS/GLONASS数据融合,借助于改进的粒子滤波器、INS误差模型建立系统状态方程和观测方程,完成GPS/GLONASS系统速度值和INS系统速度值数据融合,提高组合导航系统精度和可靠性。使用真实数据对数据融合算法性能进行仿真分析,结果表明所设计算法是有效的,能够处理非线性非高斯条件下的滤波估计,提高滤波精度和系统可靠性。     

因子图发展及其在定位与导航的应用技术

因子图作为一种表示因式分解的建模工具,在编码领域、统计学、信号处理和人工智能领域有着广泛的应用．因子图在导航领域的应用研究逐步发展起来．与单一导航系统对比,组合导航系统能够提供更精确、更具鲁棒性的导航结果,但是因其各个子系统的误差特性与工作频率不同的特点,增加了导航系统的设计复杂性．基于因子图的组合导航算法可以有效解决导航信息融合中的传感器异步问题且实现对多传感器的灵活配置,使得系统具有即插即用的特性,在非线性量测条件下可以获得较好效果.导航系统中的状态估计以及信息融合问题可以使用因子图模型表示,基于因子图的和 积算法是组合导航信息融合的主要算法.本文对因子图及其在导航系统中的应用进行了探讨,主要包括:1)因子图的数学理论基础及其相关应用领域;2)因子图在定位与导航领域的发展和应用.      

基于惯导/天文高精度定姿方法

研究了利用惯性导航系统与天文导航系统进行组合定姿的方法;构造了惯导/天文组合导航系统的状态方程和量测方程;采用卡尔曼滤波技术设计了惯导/天文组合定姿算法。设计飞行器的典型飞行轨迹,通过数学仿真对该算法的有效性进行了验证。结果表明,天文导航能够有效地补偿惯性导航因陀螺漂移带来的误差,非常适用于飞行器的高精度定姿。     

视觉辅助下的室内惯导位姿修正

惯性导航系统可以短期内提供连续的高精度信息,但是误差会随时间增大,不能长期独立工作。而在大型仓库、地下停车场等室内卫星信号薄弱的场景中,传统的惯导+卫星组合方法也不再适用。针对该问题,本文提出了一种视觉与惯导组合定位的方法。本文研究的惯导+视觉组合的定位方法中,采用基于合作目标的单目视觉定位方法对惯导误差进行修正。对于惯导误差的修正方法,本文利用视觉定位的位姿信息建立量测方程,进行卡尔曼滤波,并选取合适的试验设备,通过实际试验对比验证了该算法对惯导系统误差的修正具有良好的效果。     

基于熵权重的水下载体导航信息融合方法

针对水下载体动态导航定位中状态方程和观测方程噪声增加引起的卡尔曼滤波发散问题,提出了一种以高斯混合模型为框架,基于信息熵计算导航融合权重的新方法。首先给出了水下组合导航系统的整体结构和各子滤波器的状态方程以及观测方程;然后研究了各子滤波器输出信息熵值的计算方法,并且定义了熵积的概念用于计算高斯混合模型中各分量的权重;最后总结出了用于水下载体导航信息融合的熵权高斯混合模型滤波算法的计算流程。仿真实验表明,相比于传统的加权卡尔曼滤波算法,新方法的计算精度更高,对噪声引起滤波发散的抑制能力也更强。     

CNS+GNSS+INS船载高精度实时定位定姿算法改进研究

天文导航(CNS)、卫星导航(GNSS)和惯性导航(INS) 3种系统组合可提供高精度的定位定姿结果。实际工程中因INS长时间误差累积,以及系统硬件传输存在不可忽略的时间延迟,导致INS提供给CNS的预报粗姿态误差较大,恶劣海况下难以保障快速搜星,造成天文导航可靠性下降、姿态测量精度较低的问题。为此,本文提出了一种CNS+GNSS+INS高精度信息融合实时定位定姿框架,引入了等角速度外推措施,有效地解决了惯导信息延迟问题。通过高精度转台模拟恶劣海况下载体大角速度摇摆,验证了本文提出的改进算法的有效性。试验结果表明,该算法架构简单,性能可靠,显著提高了恶劣环境下星敏感器的快速、准确搜星能力,保障了三组合姿态测量的精度和可用性。     

顾及系统噪声和观测噪声的分级自适应信息滤波算法

高精度的载体动态导航与定位不仅需要对载体异常扰动和观测异常有良好控制,还需要对状态方程系统噪声及观测噪声的时变特性有准确认识和处理.首先针对包含系统噪声的动力学模型和包含时变观测噪声的导航系统,提出一种基于信息滤波形式的分级自适应滤波算法.然后针对系统噪声的渐变性和突变性,增加了遗忘因子和二段自适应因子,提高了对突变噪...     

多模型算法在协同定位中的应用

对编队协同中的导航信息融合问题进行了研究。在利用一个定位圆和状态预测相结合的基础上 ,引入多模型算法进行伪测量确定和状态更新 ,提出了基于多模型的协同定位算法。仿真结果表明 ,该算法具有不需要进行定位圆推同的优点 ,并且性能有较大的提高     

A JTIDS/INS/DGPS navigation system with pseudorange differential information transmitted over Link-16: design and implementation

As the battle environment becomes more complicated, the demand for higher accuracy and better anti-jam capacity of navigation has been increasing. The conventional JTIDS/INS/GPS integrated navigation cannot meet the demands of certain situations such as precision strike and formation flight. A new system that introduces the differential GPS into JTIDS/INS/GPS integration system is proposed to improve the navigation performance in the modern combined operations. In this system, the differential information of DGPS is transmitted through the communication data link of Link-16. As a result, the system resources are efficiently utilized and the controllability and anti-jam performance of the system are significantly enhanced. A hybrid slot allocation protocol (HSAP) that combines a static slot allocation algorithm and a dynamic slot allocation algorithm and the corresponding source-chosen mechanisms are proposed. The performance of the JTIDS/INS/GPS integration navigation using the differential GPS information from one or multiple base stations is studied and compared with that of the system without using the differential GPS information. Furthermore, the performance of the integration navigation using HSAP is compared with that of the system using static slot allocation algorithm. We show that navigation accuracy based on the differential GPS is improved, and using HSAP also leads to higher localization accuracy.