无线传感网络中多目标识别与定位系统设计

设计了一种基于无线传感网络的多目标识别与定位系统。系统采用DSP控制器作为传感节点的核心,实时采集移动目标的红外信号、磁信号和声音信号,并对所采集的目标信号进行预处理,通过无线传感器网络将所采集的目标信息上传至上位机,通过上位机调用基于Matlab的神经网络目标识别算法和定位算法分别实现对移动目标的识别与定位。分别进行了室内单人定位和小车定位的多目标探测实验,结果表明,设计的基于无线传感网络的多目标识别定位系统对目标的识别正确率均达到92%以上,定位效果的均方误差小于0.22 m,达到了探测系统的技术指标要求。     

测量机器人的关键技术

本文提出了测量机器人概念,重点分析了测量机器人的组成框架及关键技术,聚焦定位与建图、场景感知、路径规划及多机协同等测量机器人前沿研究领域,综述了最新研究进展,并剖析了当前面临的技术难题,简述了测量机器人的发展机遇.     

语素关联约束的动态环境视觉定位优化

在自动驾驶场景中,视觉相机能够实现低成本的定位与环境感知,但是场景中的动态目标会影响视觉定位的轨迹.对此,本文提出了语素关联约束的动态环境视觉定位优化方法.首先,利用目标检测和语义分割提取环境中的语义实体;然后,通过语素关联模型识别出动态语素;最后,建立动态语素的特征掩膜,用于特征匹配过程中的动态目标特征点过滤,从而提高视觉定位效果.本文基于视觉机器人平台在校园道路开展了试验,发现了动态目标通过关键点影响视觉定位结果的规律——在转弯时或者目标在视野中横向移动时影响较大.试验结果表明,本文方法的动态语义要素识别的平均精度F1约为87％,并且在语素关联优化前后,局部区域最大轨迹距离差为2.463 m,与真值对比RMSE降低了38％.     

HERON背包SLAM激光扫描系统在建筑规划测量中的应用

目前城市建筑工程规划核验竣工测量工作仍以传统测绘为主要技术手段,随着三维激光扫描技术的发展,即时定位与地图构建(SLAM)背包激光扫描技术发展日趋迅速.通过对比分析传统竣工测绘和华测HERON背包SLAM激光扫描系统两种测绘方法,探讨HERON背包SLAM激光扫描系统在建筑竣工测量中的实用性.     

复杂环境下智能手机RTK+PDR融合定位

针对室外复杂环境下智能手机定位精度低、抗干扰能力不足的问题,本文利用手机GNSS观测值和手机内置IMU数据,采用RTK和PDR算法融合定位,对比分析了小米8和华为Mate20X两款手机的GNSS数据质量和融合定位算法性能,以及不同观测条件下融合算法的定位精度和稳定性。试验结果表明,在良好和复杂两种观测条件下,采用RTK算法定位精度分别为1.8 m和4.6 m;采用RTK+PDR融合算法定位精度分别为1.2 m和2.6 m,在两种环境下,RTK+PDR融合算法的精度分别提高了50%和76%,即显著提高了智能手机在室外复杂环境下的定位精度。     

基于PPP-AR的组合高低频GNSS高层建筑动态监测

全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System,GNSS)技术应用于高层建筑动态监测具有其他传感器所不具备的独特优势.固定模糊度的精密单点定位(Precise Point Positioning-Ambiguity Reso-lution,PPP-AR)技术提高了单点定位的精度和可靠性.针对传统GNSS高层建筑动态监测方法的不足,提出了一种基于PPP-AR的组合高低频GNSS高层建筑动态监测新方法.基于高层建筑风振监测实验,将该方法与传统的差分定位方法、精密单点定位方法、加速度计方法进行对比分析.结果表明,新方法可以准确获取结构的似静态变形、振动变形以及结构的振动主模态信息.该方法既可以降低工程成本,又可以保障测量精度,具有良好工程应用价值.     

GNSS基本服务性能评估

针对现有全球卫星导航系统性能评估无规范的评估标准问题,该文提出了以统一模型和算法为评估体系的方法,较详细的评估了全球卫星导航系统公开服务信号的基本性能,主要评估了空间信号误差、广播电离层模型改正效率及伪距单点定位精度等。结果表明:空间信号误差方面,伽利略最优、GPS和北斗三号相当;广播电离层模型方面,北斗全球广播电离层模型改正效果最优,GPSK8与NeQuick模型在低中纬度改正效果相当,北斗区域电离层模型在其服务区内具有较高改正效果;定位方面,北斗、GPS和伽利略静态伪距单点定位的三维位置均方根误差优于5m,格洛纳斯优于10 m;动态伪距单点定位方面,北斗在中国境内定位精度最高;基于统一评估体系下,可以直观对比得到目前各卫星导航系统的性能差异,同时也为后续的建设提供相应的参考。     

动态水深环境下的无人艇路径规划

针对D* Lite算法存在路径转折点多、难以进行轨迹跟踪控制、没有顾及动态水深变化等不足,该文引入水深危险度,进行安全路径的选优,以提高所规划路径的安全性,并采用视线检查算法和懒惰更新改进D*Lite算法进行路径规划,提出了LT-D* Lite算法.该文采用电子海图水深叠加潮汐水位构建动态水深模型,同时建立水深危险度代价函数对最优安全节点进行选择,平衡路径的安全性.算法在拓展节点过程引入视线检查算法,将节点拓展方式从八邻域拓展为任意角度方式并使路径平滑,通过动态水深调整后的浅水区域进行路径调整.仿真实验表明,该文所提出的算法具有规划路径短且路径平滑的特点,同时可引导无人艇避开浅水深区域,显著降低路径危险度.     

多粒度时空对象的校史信息可视化研究

针对现有校史信息可视化存在的形式单一、表达内容缺乏等问题,该文基于多粒度时空对象的思想对校史信息可视化进行了探索.分析了校史信息可视化数据的特点,构建了基于多粒度时空对象的校史信息及其可视化表达方法的分类体系.最后在该分类体系的指导下,以某大学为例,进行了校史信息可视化的技术实现.研究结果表明,基于多粒度时空对象的校史信息可视化更有利于校史的全面、真实和动态展示.     

小兴安岭湿地景观格局模拟及动态演变分析

针对小兴安岭湿地生态功能退化,急须对其景观格局动态演变特征进行分析,该文提出 了耦合人工神经网络、元胞自动机和马尔科夫链构建模型来预测小兴安岭湿地未来景观格局的方法;通过转移矩阵、景观格局指数分析小兴安岭湿地1995-2025年景观格局动态演变特征.结果表明:所构建模型耦合了马尔科夫链数量预测与元胞自动机空间预测的优势,能够较大限度地克服元胞自动机模型主观赋权的影响,有效地提高了预测模型的精度;1995-2025年,小兴安岭地区湿地面积呈波动式变化,1995-2005年湿地面积急剧减少,2005年后缓慢增加,至2025年趋于平稳;小兴安岭湿地景观格局总体趋于破碎化,景观异质性增加,2005年达到最大值,2015年后各景观类型比例基本稳定.研究结果为小兴安岭湿地生态功能修复提供有力的技术支撑.