类GPS超声定位系统及其多基站距离估计算法研究 被引量：5

1

作者 苏绍景 程晓畅 +1 位作者 王跃科 杜金榜 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2007年第2期430-434,共5页

针对常规超声波局部定位系统的缺陷,介绍了类GPS超声定位系统及其工作原理.建立了超声扩频测距时延估计模型,根据此模型提出了一种基于FFT的单基站距离估计快速算法.根据多基站接收信号的特点,在单基站距离估计算法的基础上,介绍了一种... 针对常规超声波局部定位系统的缺陷,介绍了类GPS超声定位系统及其工作原理.建立了超声扩频测距时延估计模型,根据此模型提出了一种基于FFT的单基站距离估计快速算法.根据多基站接收信号的特点,在单基站距离估计算法的基础上,介绍了一种基于短时傅立叶变换(STFT)的多基站距离估计算法.实验研究表明,在获得发射信号载波频率先验知识的情况下,多基站距离估计算法运算量不大,并能精确得到距离估计值,从而为小车的精确定位奠定基础. 展开更多

关键词 类GPS 超声定位系统 时延估计 快速傅立叶变换 短时傅立叶变换

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类GPS超声定位系统中几种定位算法比较 被引量：4

2

作者 程晓畅 苏绍景 +1 位作者 王跃科 杜金榜 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2007年第3期698-702,共5页

针对常规超声波局部定位系统的缺陷,介绍了类GPS超声定位系统及其工作原理.在获得定位物体与观测基站的估计距离后,详细推导了Gauss-Newton迭代定位算法.针对常规Gauss-Newton迭代定位算法不易于在DSP(Digital Signal Processor,数字信... 针对常规超声波局部定位系统的缺陷,介绍了类GPS超声定位系统及其工作原理.在获得定位物体与观测基站的估计距离后,详细推导了Gauss-Newton迭代定位算法.针对常规Gauss-Newton迭代定位算法不易于在DSP(Digital Signal Processor,数字信号处理器)中实现的缺点,介绍了三种定位算法:改变目标函数的Gauss-Newton迭代定位算法、相交圆弦线方法和最小二乘估计算法.仿真研究表明,在相同的观测误差和定位基站的情况下,改进的和常规的Gauss-Newton迭代算法的定位精度相当,而相交圆弦线方法和最小二乘估计方法的定位精度较低,但后两种方法计算量小,不涉及开方和迭代运算,从而更易在DSP中实现. 展开更多

关键词 类GPS 超声定位系统 Gauss-Newton迭代 相交圆弦线 最小二乘估计

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基于VXI总线的鱼雷声自导系统仿真信号源设计 被引量：4

3

作者 黄飞 乔纯捷 +1 位作者 王跃科 李昊 《计算机测量与控制》 CSCD 2007年第12期1750-1752,共3页

仿真信号源模拟鱼雷声呐基阵接收到的目标回波,是检测声自导系统性能的有效工具;介绍了鱼雷声自导系统仿真信号源的工作原理,给出了仿真信号源系统的总体设计方案,详细讨论了系统中VXI总线接口和信号源模块的硬件设计方案,最后对仿真信... 仿真信号源模拟鱼雷声呐基阵接收到的目标回波,是检测声自导系统性能的有效工具;介绍了鱼雷声自导系统仿真信号源的工作原理,给出了仿真信号源系统的总体设计方案,详细讨论了系统中VXI总线接口和信号源模块的硬件设计方案,最后对仿真信号源系统的软件设计进行了分析;仿真信号源的开发成功,为我国鱼雷声自导系统的研制提供了必要的技术条件,对改善声自导系统的制导能力,提升鱼雷的作战效能有着极其重要的作用。 展开更多

关键词 鱼雷 自导系统 VXI总线 信号源 仿真

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类GPS超声定位系统中自主导引小车动态定位算法 被引量：3

4

作者 苏绍景 程晓畅 王跃科 《应用声学》 CSCD 北大核心 2008年第2期155-160,共6页

针对自主导引小车(AGV)常规超声波局部定位系统的缺陷,提出了类GPS超声定位系统并阐述了其工作原理。研究了小车动态情况下与定位基站的距离估计问题,在获得AGV与定位基站的观测距离后可通过Gauss-Newton迭代定位算法获得小车空间位置... 针对自主导引小车(AGV)常规超声波局部定位系统的缺陷,提出了类GPS超声定位系统并阐述了其工作原理。研究了小车动态情况下与定位基站的距离估计问题,在获得AGV与定位基站的观测距离后可通过Gauss-Newton迭代定位算法获得小车空间位置的粗估计值。仿真结果表明,将上述获得的粗估计值序列经过卡尔曼滤波器进一步处理后,可提高AGV动态定位精度和速度的估计精度。 展开更多

关键词 类GPS 自主导引小车 动态定位 短时傅立叶变换 卡尔曼滤波

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类GPS超声定位系统及其定位精度分析 被引量：2

5

作者 程晓畅 苏绍景 王跃科 《声学技术》 CSCD 北大核心 2007年第4期632-636,共5页

针对常规超声局部定位系统的缺陷,介绍了类GPS超声定位系统及其工作原理。通过多基站距离估计算法获得定位物体与观测基站的估计距离后,详细推导了Gauss-Newton迭代定位算法并对其定位精度作了分析。理论分析表明,定位物体的定位精度与... 针对常规超声局部定位系统的缺陷,介绍了类GPS超声定位系统及其工作原理。通过多基站距离估计算法获得定位物体与观测基站的估计距离后,详细推导了Gauss-Newton迭代定位算法并对其定位精度作了分析。理论分析表明,定位物体的定位精度与物体在空间中的位置和基站的几何布局有关。若基站几何布局已定,为获得较高的定位精度,应根据物体所在空间中的不同位置选择定位基站。根据PDOP(平面位置精度因子)在定位空间中的分布图,给出了以三个及以上基站进行定位时的基站选择原则。最后通过仿真验证了上述分析的正确性。 展开更多

关键词 类GPS 超声定位 Gauss-Newton迭代 定位精度

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类GPS超声定位系统及其单基站距离估计算法

6

作者 隋卫平 程晓畅 +1 位作者 王跃科 杜金榜 《计算机测量与控制》 CSCD 2007年第5期648-650,共3页

针对常规超声波局部定位系统的缺陷,介绍了类GPS超声定位系统及其工作原理;为了识别系统中的各个基站,给每个基站分配一个单独的伪随机码;研究了自主导引小车与单基站的距离估计问题,建立了超声扩频测距时延估计模型,根据此模型提出并... 针对常规超声波局部定位系统的缺陷,介绍了类GPS超声定位系统及其工作原理;为了识别系统中的各个基站,给每个基站分配一个单独的伪随机码;研究了自主导引小车与单基站的距离估计问题,建立了超声扩频测距时延估计模型,根据此模型提出并详细推导了基于FFT的单基站距离估计算法;实践表明,经过上述算法处理后,当接收信号与参考信号所用m序列相同时,它们的包络相关函数在时延处有一个尖锐的相关值;当所用m序列不同时,它们的包络相关函数没有突出的相关值,从而达到识别各个基站的目的。 展开更多

关键词 类GPS 超声定位 时延估计 快速傅立叶变换

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类GPS超声定位系统中观测数据的几何约束处理方法

7

作者 程晓畅 苏绍景 王跃科 《计算机测量与控制》 CSCD 2007年第12期1766-1768,共3页

介绍了类GPS超声定位系统及其工作原理,如果超声传感器受到外界环境振动冲击或者外界干扰声源的影响,那么通过距离估计算法得到的定位物体与定位基站的观测伪距就可能出现野值,针对上述问题,以距离几何学中的Blumenthal嵌入定理为基础,... 介绍了类GPS超声定位系统及其工作原理,如果超声传感器受到外界环境振动冲击或者外界干扰声源的影响,那么通过距离估计算法得到的定位物体与定位基站的观测伪距就可能出现野值,针对上述问题,以距离几何学中的Blumenthal嵌入定理为基础,建立了一种以两个和三个基站进行定位时的观测数据几何约束处理方法;理论分析与仿真结果表明,通过该方法可以剔除掉观测数据中的野值,从而为定位物体的位置估计提供更加有效的观测数据。 展开更多

关键词 类GPS 超声定位 Blumenthal嵌入定理 几何约束处理

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类GPS超声定位系统及两基站定位性能分析 被引量：1

8

作者 程晓畅 王跃科 《声学与电子工程》 2006年第4期18-21,共4页

介绍了类GPS超声定位系统及其工作原理,给出了两基站定位的解析算法并对其定位精度作了分析。理论分析表明,目标的定位精度与它在空间中的位置和基站的几何布局有关。在基站几何布局一定的情况下,为获得较高的定位精度,应根据目标所在... 介绍了类GPS超声定位系统及其工作原理,给出了两基站定位的解析算法并对其定位精度作了分析。理论分析表明,目标的定位精度与它在空间中的位置和基站的几何布局有关。在基站几何布局一定的情况下,为获得较高的定位精度,应根据目标所在空间中的不同位置选择不同的定位基站。根据PDOP(平面位置精度因子)在定位空间中的分布图,给出了两基站定位时的基站选择原则。最后通过仿真验证了上述分析的正确性。 展开更多

关键词 类GPS 超声定位 定位精度 平面位置精度因子

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一种自动的图像分割方法

9

作者 王晓明 熊九龙 +2 位作者 王志虎 祝夏雨 张玘 《微型机与应用》 2013年第23期29-33,共5页

针对传统图像分割算法需要参数设置等缺点,提出了一种自动的图像分割算法,采用基于改进视觉注意机制的粗分割和结合主动轮廓与区域生长的精确分割两个过程对图像进行自动分割。实验结果表明,该方法的分割性能优于自适应阈值算法和Kmean... 针对传统图像分割算法需要参数设置等缺点,提出了一种自动的图像分割算法,采用基于改进视觉注意机制的粗分割和结合主动轮廓与区域生长的精确分割两个过程对图像进行自动分割。实验结果表明,该方法的分割性能优于自适应阈值算法和Kmeans聚类算法,且具有较强的鲁棒性。 展开更多

关键词 视觉注意机制 合并策略 主动轮廓 区域生长

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并行缓存结构在高速海量数据记录系统中的应用 被引量：6

10

作者 邰林 黄芝平 +1 位作者 唐贵林 郭晓俊 《计算机测量与控制》 CSCD 2008年第4期527-529,共3页

在光纤2.5Gbps SDH干线网上,常常需要将某些重要的高速数据及时记录下来,以便为后续的分析处理作准备;以硬盘作为存储介质的高速海量数据记录系统有着广泛的应用前景;但是受其机械结构的限制,硬盘的内部数据传输速率远低于高速数据的传... 在光纤2.5Gbps SDH干线网上,常常需要将某些重要的高速数据及时记录下来,以便为后续的分析处理作准备;以硬盘作为存储介质的高速海量数据记录系统有着广泛的应用前景;但是受其机械结构的限制,硬盘的内部数据传输速率远低于高速数据的传输速度;在分析了乒乓缓存结构的原理及特点的基础之上,提出了一种由乒乓结构演变而来的并行缓存结构;该结构可以降低数据流的传输速率,使之与硬盘内部数据传输率相匹配,进而实现了以硬盘为存储介质的高速海量数据记录系统。 展开更多

关键词 并行缓存结构 乒乓操作 数据记录 速度匹配

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基于Nios的数据采集系统网络接口设计 被引量：1

11

作者 马熠 黄芝平 唐贵林 《计算机测量与控制》 CSCD 2005年第12期1419-1422,共4页

为构建网络化的数据采集系统,根据数据采集模块与处理控制模块通过以太网相连接的结构模型,设计了基于Nios软核系统的嵌入式以太网网络接口模块。给出了具体的硬件设计方案,特别对以太网接口控制芯片LAN91C111的设计进行了详细阐述;在... 为构建网络化的数据采集系统,根据数据采集模块与处理控制模块通过以太网相连接的结构模型,设计了基于Nios软核系统的嵌入式以太网网络接口模块。给出了具体的硬件设计方案,特别对以太网接口控制芯片LAN91C111的设计进行了详细阐述;在软件的实现中介绍了Nios开发包的TCP/IP协议栈的应用和网络接口芯片的驱动编写,在通信协议的基础上给出软件流程图。该设计具有通用性好、可扩展性强以及方便易行等优点,为远程数据采集系统的网络化提供了很好的解决方案。 展开更多

关键词 NIOS 软核处理器 以太网接口 数据采集系统

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基于PCI-E总线的高速光纤数据采集系统设计 被引量：1

12

作者 王慧英 曹志锋 《微型机与应用》 2016年第12期7-9,共3页

设计了一个基于PCI-E总线的高速光纤数据采集系统。对高速光纤数据的处理、传输、存储和WDM驱动程序的开发做了论述。经测试表明,该系统能够对处理后的2路2.5 Gb/s SDH光纤信号连续采集近3小时不丢帧,采集的数据量达6 TB,稳定的存盘速... 设计了一个基于PCI-E总线的高速光纤数据采集系统。对高速光纤数据的处理、传输、存储和WDM驱动程序的开发做了论述。经测试表明,该系统能够对处理后的2路2.5 Gb/s SDH光纤信号连续采集近3小时不丢帧,采集的数据量达6 TB,稳定的存盘速率高达600 MB/s,具有很好的应用价值。 展开更多

关键词 PCI EXPRESS总线 高速采集 光纤数据 磁盘阵列 DMA

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超声回波信号解调及其包络相关时延估计算法 被引量：19

13

作者 程晓畅 苏绍景 +2 位作者 王跃科 潘仲明 祝琴 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2006年第6期2571-2573,2577,共4页

互相关函数法是脉冲法超声测距中最常用的时延估计算法,但窄带超声回波信号的振荡特性导致它们的相关函数在峰值位置近似作等幅振荡,从而为精确搜索相关函数的峰值带来困难,所以有必要对相关函数包络的峰值进行搜索.首先分析了超声回波... 互相关函数法是脉冲法超声测距中最常用的时延估计算法,但窄带超声回波信号的振荡特性导致它们的相关函数在峰值位置近似作等幅振荡,从而为精确搜索相关函数的峰值带来困难,所以有必要对相关函数包络的峰值进行搜索.首先分析了超声回波信号解调的常规算法,然后提出了基于FFT的直接提取相关函数包络的快速算法.仿真与实验研究表明,该方法能精确提取相关函数的包络,在不增加计算量的情况下精确搜索到相关函数的峰值位置. 展开更多

关键词 超声测距 信号解调 包络相关 时延估计

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大量程纳米级光栅干涉位移测量 被引量：8

14

作者 楚兴春 吕海宝 赵尚弘 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2008年第1期55-59,115,共6页

针对传统光栅干涉仪中测量范围和分辨率难以同时提高的问题,提出利用单根大长度、低线数光栅实现大量程、高分辨率位移测量的方法。首先利用长度400mm,栅距10μm计量光栅的±5级衍射光生成条纹图,实现了条纹的10倍光学细分。然后提... 针对传统光栅干涉仪中测量范围和分辨率难以同时提高的问题,提出利用单根大长度、低线数光栅实现大量程、高分辨率位移测量的方法。首先利用长度400mm,栅距10μm计量光栅的±5级衍射光生成条纹图,实现了条纹的10倍光学细分。然后提出一种基于傅里叶变换时移特性的条纹细分新方法,利用相邻两帧条纹图同一位置处相位的变化实现了高达1000倍的条纹电子细分。在此过程中,针对能量泄漏对傅里叶变换法相位提取精度的影响,提出条纹图整周期裁剪的方法,使条纹细分精度至少可达到1/1000条纹周期。仿真和实验结果表明,系统具有纳米级的分辨率和优于10nm的测量精度。 展开更多

关键词 光学测量 位移 光栅干涉仪 条纹细分 纳米

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压电换能器阻抗匹配技术研究 被引量：30

15

作者 潘仲明 祝琴 《应用声学》 CSCD 北大核心 2007年第6期357-361,共5页

超声测距传感器是由压电换能器及其收、发电路所组成的,其中压电换能器的阻抗特性直接影响着超声测距传感器的性能。为提高超声波回波信号的强度,扩大超声测距传感器的作用距离,对压电换能器的阻抗特性进行了分析与测试,设计了压电换能... 超声测距传感器是由压电换能器及其收、发电路所组成的,其中压电换能器的阻抗特性直接影响着超声测距传感器的性能。为提高超声波回波信号的强度,扩大超声测距传感器的作用距离,对压电换能器的阻抗特性进行了分析与测试,设计了压电换能器的阻抗匹配电路,并进行了实验验证. 展开更多

关键词 压电换能器 阻抗匹配 超声测距

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并行帧同步扰码器的扩充比特设计法 被引量：4

16

作者 张羿猛 黄芝平 +1 位作者 毕占坤 王跃科 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第7期1048-1051,共4页

在递推公式并行扰码处理方法的基础上,提出了一种使用扩充比特进行帧同步扰码器设计的新方法·利用扰码序列的周期性原理,从理论上证明了并行扰码复杂度与扰码生成多项式的具体形式无关·无需计算并行扰码递推公式,简化了解扰... 在递推公式并行扰码处理方法的基础上,提出了一种使用扩充比特进行帧同步扰码器设计的新方法·利用扰码序列的周期性原理,从理论上证明了并行扰码复杂度与扰码生成多项式的具体形式无关·无需计算并行扰码递推公式,简化了解扰码器的设计过程,只须用深度与生成多项式阶数相关的存储器和少量的读写控制逻辑就可以实现对任意字宽解扰码处理·该方法在FPGA设计与实现中得到了验证,实现了高效和低复杂度.采用该方法的处理模块已在光通信传输网前端处理系统中得到了应用· 展开更多

关键词 并行扰码 扩充比特法 SDH传输网

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基于Windows图形环境的采集数据波形重建方法 被引量：3

17

作者 程晓畅 潘仲明 王跃科 《计算机测量与控制》 CSCD 2005年第6期609-611,共3页

在用户设置特定的时间分辨率和幅值分辨率的条件下,针对VisualC++6.0和C++Builder5.1等开发工具所带波形显示控件在重建采集数据波形时使用不灵活、显示速度慢等不足,在分析了Windows图形环境的情况下提出了基于MM_ANISOTROPIC坐标映射... 在用户设置特定的时间分辨率和幅值分辨率的条件下,针对VisualC++6.0和C++Builder5.1等开发工具所带波形显示控件在重建采集数据波形时使用不灵活、显示速度慢等不足,在分析了Windows图形环境的情况下提出了基于MM_ANISOTROPIC坐标映射模式的正确重建采集数据波形的一种方法,利用此方法,设计了用于数据采集系统虚拟仪器软件的OsciActiveX控件,实践表明,Osci控件波形显示精确,具有形象逼真模仿实际示波器的效果。 展开更多

关键词 采集数据 图形环境 Windows 重建方法 C++BUILDER5 ActiveX控件 Visual 虚拟仪器软件 数据采集系统 波形显示 时间分辨率 用户设置 开发工具 映射模式 显示速度 示波器

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基于功率倒谱的超声测距时延估计方法研究 被引量：4

18

作者 苏绍景 程晓畅 王跃科 《传感技术学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第3期836-838,842,共4页

基于互相关函数的时延估计方法是脉冲法超声测距中最常用的算法,但窄带超声回波信号的慢衰减高频振荡特性导致它们的相关函数在峰值位置近似作等幅振荡,从而为精确搜索相关函数的峰值带来困难。首先建立了超声测距时延估计模型,然后提... 基于互相关函数的时延估计方法是脉冲法超声测距中最常用的算法,但窄带超声回波信号的慢衰减高频振荡特性导致它们的相关函数在峰值位置近似作等幅振荡,从而为精确搜索相关函数的峰值带来困难。首先建立了超声测距时延估计模型,然后提出了一种适用于超声测距的基于功率倒谱的时延估计新方法。仿真与实验研究表明,该方法在高信噪比下可以精确得到时延估计值,同时避免了超声回波信号的慢衰减高频振荡特性对时延估计带来的影响。最后对该方法的优点与不足作了说明。 展开更多

关键词 互相关函数 功率倒谱 超声测距 时延估计

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大动态范围周期信号高精度频率测试方法研究 被引量：4

19

作者 程晓畅 苏绍景 王跃科 《电子测量与仪器学报》 CSCD 2006年第1期48-51,共4页

通过分析传统的测频法和测周法的缺陷,证明这些频率测试方法对低频和高频信号无法达到一致性的高精度频率测试指标要求,由此提出了基于电平采样的周期信号频率测试方法,并对该方法的适用条件及其测试精度作了分析。实践证明,在满足测试... 通过分析传统的测频法和测周法的缺陷,证明这些频率测试方法对低频和高频信号无法达到一致性的高精度频率测试指标要求,由此提出了基于电平采样的周期信号频率测试方法,并对该方法的适用条件及其测试精度作了分析。实践证明,在满足测试条件要求的情况下,该方法能达到极高的测试精度。 展开更多

关键词 大动态范围 周期信号 电平采样 高精度

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基于最小二乘估计的数据采集通道标定方法 被引量：3

20

作者 程晓畅 王跃科 潘仲明 《计算机测量与控制》 CSCD 2005年第9期997-999,共3页

由于数据采集通道受外界环境因素的影响,A/D转换器输出数值与输入模拟信号之间对应的理想数学关系式不再成立;为了得出输入信号与A/D输出数值之间的对应关系,在分析电路所采用器件电气特性的基础上,建立了数据采集通道的标定模型,并给... 由于数据采集通道受外界环境因素的影响,A/D转换器输出数值与输入模拟信号之间对应的理想数学关系式不再成立;为了得出输入信号与A/D输出数值之间的对应关系,在分析电路所采用器件电气特性的基础上,建立了数据采集通道的标定模型,并给出了基于最小二乘原则的模型参数估计方法;通过对直流电压信号的直流准确度和对正弦交流信号有效值的测试,证明了该模型的正确性和可行性。 展开更多

关键词 数据采集 信号调理 通道标定 最小二乘估计

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