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基于联盟的无人机集群编队控制方法
被引量:
12
1
作者
符小卫
魏可
+1 位作者
李斌
高晓光
《系统工程与电子技术》
EI
CSCD
北大核心
2019年第11期2559-2572,共14页
针对切换拓扑结构下的集群编队控制问题,设计只需个别无人机获取虚拟长机信息也能保证集群连通性的编队控制算法。当队形变换或部分通讯网络故障导致网络拓扑结构发生改变时,以距离为原则对集群进行联盟划分,各联盟内部成员以信息浓度...
针对切换拓扑结构下的集群编队控制问题,设计只需个别无人机获取虚拟长机信息也能保证集群连通性的编队控制算法。当队形变换或部分通讯网络故障导致网络拓扑结构发生改变时,以距离为原则对集群进行联盟划分,各联盟内部成员以信息浓度大小为标准同其他成员进行竞争,由信息浓度最大的无人机获取虚拟长机信息,其联盟成员通过与该无人机通讯间接获取虚拟长机信息。该算法使得每架无人机在任意时刻都能直接或间接地获取虚拟长机信息。引入集群对虚拟长机的反馈机制,与传统反馈算法不同的是,本文中反馈无人机的数量和组成成员都是变化的,从而提高了系统的收敛速度和鲁棒性。在此基础上进一步讨论编队的损伤问题,设计了一种基于分层的分布式递归自修复算法,解决了网络分裂状态下的自修复及修复后队形变化过大的问题。仿真结果表明了所建模型的合理性和求解方法的有效性。
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关键词
集群
联盟
反馈机制
自修复
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职称材料
基于多目标MS-OSPA下界的分散式传感器选择
被引量:
1
2
作者
连峰
张修立
+3 位作者
魏博
侯利明
韩崇昭
王伟
《电子学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2019年第10期2158-2165,共8页
本文提出了一种分散式大规模多目标跟踪网络的传感器选择优化算法.该方法以多目标状态集和估计集间的均方最优子模式分配误差下界作为优化目标函数,根据加权Kullback-Leibler平均(Kullback-Leibler average,KLA)准则对局部多目标密度进...
本文提出了一种分散式大规模多目标跟踪网络的传感器选择优化算法.该方法以多目标状态集和估计集间的均方最优子模式分配误差下界作为优化目标函数,根据加权Kullback-Leibler平均(Kullback-Leibler average,KLA)准则对局部多目标密度进行融合,最终采用坐标下降法来折中计算代价和跟踪精度.仿真实验在不同信噪比场景下验证了本方法的有效性.
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关键词
传感器选择
多目标跟踪
标签随机有限集
分散式传感器网络
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职称材料
基于反向区间发生器的云优化模型
3
作者
姜杰
刘哲
+1 位作者
袁宝玺
乌伟
《控制工程》
CSCD
北大核心
2020年第7期1193-1198,共6页
云模型具有可兼顾随机性与模糊性的这一优势。而在不确定性计算过程中,为了将定性与定量之间的概念进行有效转化,汲取区间分析理论的优势,在经典云模型基础上提出一种新型反向区间发生器的云优化模型。首先该模型根据区间分析理论生成...
云模型具有可兼顾随机性与模糊性的这一优势。而在不确定性计算过程中,为了将定性与定量之间的概念进行有效转化,汲取区间分析理论的优势,在经典云模型基础上提出一种新型反向区间发生器的云优化模型。首先该模型根据区间分析理论生成多个区间隶属云,进而描述不确定性数据的多个特征。之后对正向区间云发生器和反向区间云发生器进行深入研究,对反向云区间发生器在最优解区域计算出3个数据特征值——期望值、熵、超熵,从而有效结合云质量的概念生成下一代云。最后,通过对9个基准测试函数进行测试,得到了一系列最优解的平均适应值和标准方差,充分表明了区间云优化模型的优越性及有效性。
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关键词
云模型
区间云
区间云发生器
正向
反向
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职称材料
多普勒加速度测量的数字相关鉴相算法
被引量:
3
4
作者
景亚冬
王可宁
+2 位作者
冯嘉双
张雄星
王伟
《光子学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2019年第12期97-103,共7页
针对激光多普勒加速度测量系统信号信噪比较差的问题,提出了一种采用数字相关鉴相算法进行加速度解调的方法.使用数字相关鉴相算法计算激光多普勒加速度测量系统中两路干涉信号的相位差,再由相位差的变化率来计算目标加速度,从而实现运...
针对激光多普勒加速度测量系统信号信噪比较差的问题,提出了一种采用数字相关鉴相算法进行加速度解调的方法.使用数字相关鉴相算法计算激光多普勒加速度测量系统中两路干涉信号的相位差,再由相位差的变化率来计算目标加速度,从而实现运动物体加速度的连续测量.仿真结果表明:该算法在信噪比为20 dB时,加速度测量的误差为0.135 m/s^2,分辨率为7.3×10^-3 m/s^2.搭建了激光多普勒加速度测量系统,对压电陶瓷振荡器的加速度进行测量,加速度的测量误差为0.13 m/s^2.测量结果表明,该算法能够有效减少随机噪声的干扰,提高加速度的测量精度.
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关键词
光学相干
加速度测量
数字相关鉴相
多普勒效应
相位解调
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职称材料
δ-广义标记多伯努利滤波器的非线性应用扩展
被引量:
3
5
作者
侯利明
连峰
王伟
《西安交通大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2019年第6期109-116,共8页
针对非线性模型下δ-广义标记多伯努利(δ-GLMB)滤波器的序贯蒙特卡洛(SMC)实现过程计算复杂度过高、难以实现快速准确滤波的问题,给出了δ-GLMB滤波器的积分卡尔曼高斯混合(QK-GM)实现过程。该算法基于Gauss-Hermite数值积分规则获取...
针对非线性模型下δ-广义标记多伯努利(δ-GLMB)滤波器的序贯蒙特卡洛(SMC)实现过程计算复杂度过高、难以实现快速准确滤波的问题,给出了δ-GLMB滤波器的积分卡尔曼高斯混合(QK-GM)实现过程。该算法基于Gauss-Hermite数值积分规则获取一组带权重的积分点,利用这些积分点求取多目标密度函数的均值和协方差矩阵。将该算法与已有的扩展卡尔曼高斯混合(EK-GM)实现、无味卡尔曼高斯混合(UK-GM)实现和SMC实现在不同的杂波强度和检测概率条件下就多目标跟踪精度和时间消耗等方面做了较为详细的对比,结果表明,与SMC实现方法相比,QK-GM-δ-GLMB算法能以完全可接受的时间开销为代价,将多目标跟踪精度提高10%以上。该算法为δ-GLMB滤波器在非线性场景中的应用提供了一种新的实现方法。
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关键词
δ-广义标记多伯努利
积分卡尔曼
高斯混合
多目标跟踪
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职称材料
月球探测器动力下降段最优轨迹参数化方法
被引量:
2
6
作者
乔衍迪
张泽旭
+1 位作者
邓涵之
徐田来
《宇航学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021年第6期740-748,共9页
为保证月球探测器进入姿态调整段时具有充分的高度与速度余量,本文提出一种基于控制变量参数化的月球探测器动力下降段最优轨迹求解方法。在三维探测器软着陆动力学模型基础上,将月球探测器软着陆制导律设计等效为燃料最优约束下的探测...
为保证月球探测器进入姿态调整段时具有充分的高度与速度余量,本文提出一种基于控制变量参数化的月球探测器动力下降段最优轨迹求解方法。在三维探测器软着陆动力学模型基础上,将月球探测器软着陆制导律设计等效为燃料最优约束下的探测器俯仰角控制问题,利用控制变量参数化(Control Variables Parameterization,CVP)方法将该控制问题中的控制变量与约束条件转化为非线性规划问题求解,并引入时间尺度变换,将着陆时间序列加入待规划参数,进而求得满足精度的最优数值解。蒙特卡罗仿真实验表明,与传统的显式制导律相比,本文提出的参数化制导方法在动力下降段燃料更省,动力下降段的起始高度在±20%范围内波动时,仍能以高精度速度和高度指标完成末制导。
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关键词
月球软着陆
燃料最优控制
控制变量参数化
非线性规划
时间尺度变换
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职称材料
固定翼无人机着陆姿态角测量算法研究
被引量:
4
7
作者
齐乐
袁宝玺
+3 位作者
郭凤娟
郭建新
徐悦
米辰
《导航定位学报》
CSCD
2022年第4期56-64,共9页
针对固定翼无人机自主着陆过程中姿态角测量不精确的问题,提出了一种新的基于单目视觉的姿态角测量方法。并且针对现实环境中拍摄的合作目标图像存在的光照不均、反光和模糊等情况,提出了纹理增强和检测效率优化算法,消除了图像退化对...
针对固定翼无人机自主着陆过程中姿态角测量不精确的问题,提出了一种新的基于单目视觉的姿态角测量方法。并且针对现实环境中拍摄的合作目标图像存在的光照不均、反光和模糊等情况,提出了纹理增强和检测效率优化算法,消除了图像退化对检测结果的影响,从而实现了对光照退化具有鲁棒性的检测方案。实验结果表明,姿态角测量误差为0.39°,每秒检测帧数达到了83.33帧,能够同时满足无人机着陆误差与实时性的要求。
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关键词
固定翼无人机
视觉导航
合作目标检测
姿态角测量
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职称材料
题名
基于联盟的无人机集群编队控制方法
被引量:
12
1
作者
符小卫
魏可
李斌
高晓光
机构
西北工业大学电子信息学院
陕西省组合与智能导航重点实验室
中国电子科技集团公司第二十研究所
出处
《系统工程与电子技术》
EI
CSCD
北大核心
2019年第11期2559-2572,共14页
基金
陕西省组合与智能导航重点实验室开放基金(SKLIIN-20180104)资助项目
文摘
针对切换拓扑结构下的集群编队控制问题,设计只需个别无人机获取虚拟长机信息也能保证集群连通性的编队控制算法。当队形变换或部分通讯网络故障导致网络拓扑结构发生改变时,以距离为原则对集群进行联盟划分,各联盟内部成员以信息浓度大小为标准同其他成员进行竞争,由信息浓度最大的无人机获取虚拟长机信息,其联盟成员通过与该无人机通讯间接获取虚拟长机信息。该算法使得每架无人机在任意时刻都能直接或间接地获取虚拟长机信息。引入集群对虚拟长机的反馈机制,与传统反馈算法不同的是,本文中反馈无人机的数量和组成成员都是变化的,从而提高了系统的收敛速度和鲁棒性。在此基础上进一步讨论编队的损伤问题,设计了一种基于分层的分布式递归自修复算法,解决了网络分裂状态下的自修复及修复后队形变化过大的问题。仿真结果表明了所建模型的合理性和求解方法的有效性。
关键词
集群
联盟
反馈机制
自修复
Keywords
cluster
alliance
feedback mechanism
self-repair
分类号
V249 [航空宇航科学与技术—飞行器设计]
V279 [航空宇航科学与技术—飞行器设计]
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职称材料
题名
基于多目标MS-OSPA下界的分散式传感器选择
被引量:
1
2
作者
连峰
张修立
魏博
侯利明
韩崇昭
王伟
机构
西安交通大学电子与信息工程学院
陕西省组合与智能导航重点实验室
中国电子科技集团公司第二十研究所
出处
《电子学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2019年第10期2158-2165,共8页
基金
国家自然科学基金(No.61473217)
陕西省组合与智能导航重点实验室开放基金(No.SKLIIN-20180110)
文摘
本文提出了一种分散式大规模多目标跟踪网络的传感器选择优化算法.该方法以多目标状态集和估计集间的均方最优子模式分配误差下界作为优化目标函数,根据加权Kullback-Leibler平均(Kullback-Leibler average,KLA)准则对局部多目标密度进行融合,最终采用坐标下降法来折中计算代价和跟踪精度.仿真实验在不同信噪比场景下验证了本方法的有效性.
关键词
传感器选择
多目标跟踪
标签随机有限集
分散式传感器网络
Keywords
sensor selection
multi-target tracking
labeled random finite set
decentralized sensor network
分类号
TP391 [自动化与计算机技术—计算机应用技术]
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职称材料
题名
基于反向区间发生器的云优化模型
3
作者
姜杰
刘哲
袁宝玺
乌伟
机构
西京学院信息工程学院
陕西省组合与智能导航重点实验室
出处
《控制工程》
CSCD
北大核心
2020年第7期1193-1198,共6页
基金
陕西省组合与智能导航重点实验室开放基金资助项目(SKLIIN-20180211)。
文摘
云模型具有可兼顾随机性与模糊性的这一优势。而在不确定性计算过程中,为了将定性与定量之间的概念进行有效转化,汲取区间分析理论的优势,在经典云模型基础上提出一种新型反向区间发生器的云优化模型。首先该模型根据区间分析理论生成多个区间隶属云,进而描述不确定性数据的多个特征。之后对正向区间云发生器和反向区间云发生器进行深入研究,对反向云区间发生器在最优解区域计算出3个数据特征值——期望值、熵、超熵,从而有效结合云质量的概念生成下一代云。最后,通过对9个基准测试函数进行测试,得到了一系列最优解的平均适应值和标准方差,充分表明了区间云优化模型的优越性及有效性。
关键词
云模型
区间云
区间云发生器
正向
反向
Keywords
Cloud model
interval cloud
interval cloud generator
forward
backward
分类号
TP182 [自动化与计算机技术—控制理论与控制工程]
TP391 [自动化与计算机技术—计算机应用技术]
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职称材料
题名
多普勒加速度测量的数字相关鉴相算法
被引量:
3
4
作者
景亚冬
王可宁
冯嘉双
张雄星
王伟
机构
西安工业大学光电工程学院
陕西省组合与智能导航重点实验室
出处
《光子学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2019年第12期97-103,共7页
基金
西安市智能探视感知重点实验室项目(No.201805061ZD12CG45)
陕西省组合与智能导航重点实验室开放基金(No.SKLIIN-20180210)~~
文摘
针对激光多普勒加速度测量系统信号信噪比较差的问题,提出了一种采用数字相关鉴相算法进行加速度解调的方法.使用数字相关鉴相算法计算激光多普勒加速度测量系统中两路干涉信号的相位差,再由相位差的变化率来计算目标加速度,从而实现运动物体加速度的连续测量.仿真结果表明:该算法在信噪比为20 dB时,加速度测量的误差为0.135 m/s^2,分辨率为7.3×10^-3 m/s^2.搭建了激光多普勒加速度测量系统,对压电陶瓷振荡器的加速度进行测量,加速度的测量误差为0.13 m/s^2.测量结果表明,该算法能够有效减少随机噪声的干扰,提高加速度的测量精度.
关键词
光学相干
加速度测量
数字相关鉴相
多普勒效应
相位解调
Keywords
Optical coherence
Acceleration measurement
Digital correlation phase detection
Doppler effect
Phase demodulation
分类号
TN247 [电子电信—物理电子学]
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职称材料
题名
δ-广义标记多伯努利滤波器的非线性应用扩展
被引量:
3
5
作者
侯利明
连峰
王伟
机构
西安交通大学
智能
网络与网络安全教育部
重点
实验室
陕西省组合与智能导航重点实验室
中国电子科技集团公司第二十研究所
导航
重点
实验室
出处
《西安交通大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2019年第6期109-116,共8页
基金
国家自然科学基金资助项目(61473217)
陕西省组合与智能导航重点实验室开放基金资助项目(SKLIIN-20180110)
文摘
针对非线性模型下δ-广义标记多伯努利(δ-GLMB)滤波器的序贯蒙特卡洛(SMC)实现过程计算复杂度过高、难以实现快速准确滤波的问题,给出了δ-GLMB滤波器的积分卡尔曼高斯混合(QK-GM)实现过程。该算法基于Gauss-Hermite数值积分规则获取一组带权重的积分点,利用这些积分点求取多目标密度函数的均值和协方差矩阵。将该算法与已有的扩展卡尔曼高斯混合(EK-GM)实现、无味卡尔曼高斯混合(UK-GM)实现和SMC实现在不同的杂波强度和检测概率条件下就多目标跟踪精度和时间消耗等方面做了较为详细的对比,结果表明,与SMC实现方法相比,QK-GM-δ-GLMB算法能以完全可接受的时间开销为代价,将多目标跟踪精度提高10%以上。该算法为δ-GLMB滤波器在非线性场景中的应用提供了一种新的实现方法。
关键词
δ-广义标记多伯努利
积分卡尔曼
高斯混合
多目标跟踪
Keywords
δ-generalized labeled multi-Bernoulli
quadrature Kalman
Gaussian mixture
multi-target tracking
分类号
TP393 [自动化与计算机技术—计算机应用技术]
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职称材料
题名
月球探测器动力下降段最优轨迹参数化方法
被引量:
2
6
作者
乔衍迪
张泽旭
邓涵之
徐田来
机构
哈尔滨工业大学深空探测基础研究中心
陕西省组合与智能导航重点实验室
济南大学自动化与电气工程学院
出处
《宇航学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021年第6期740-748,共9页
基金
国家自然科学基金(61374213,61573247)
陕西省组合与智能导航重点实验室开放基金(SKLIIN-20180208)。
文摘
为保证月球探测器进入姿态调整段时具有充分的高度与速度余量,本文提出一种基于控制变量参数化的月球探测器动力下降段最优轨迹求解方法。在三维探测器软着陆动力学模型基础上,将月球探测器软着陆制导律设计等效为燃料最优约束下的探测器俯仰角控制问题,利用控制变量参数化(Control Variables Parameterization,CVP)方法将该控制问题中的控制变量与约束条件转化为非线性规划问题求解,并引入时间尺度变换,将着陆时间序列加入待规划参数,进而求得满足精度的最优数值解。蒙特卡罗仿真实验表明,与传统的显式制导律相比,本文提出的参数化制导方法在动力下降段燃料更省,动力下降段的起始高度在±20%范围内波动时,仍能以高精度速度和高度指标完成末制导。
关键词
月球软着陆
燃料最优控制
控制变量参数化
非线性规划
时间尺度变换
Keywords
Lunar soft landing
Fuel optimal control
Parameterization of control variables
Non-linear programming
Time scaling
分类号
V412.41 [航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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职称材料
题名
固定翼无人机着陆姿态角测量算法研究
被引量:
4
7
作者
齐乐
袁宝玺
郭凤娟
郭建新
徐悦
米辰
机构
西京学院信息工程学院
陕西省组合与智能导航重点实验室
出处
《导航定位学报》
CSCD
2022年第4期56-64,共9页
基金
陕西省重点研发计划工业领域一般项目(2021GY-341)。
文摘
针对固定翼无人机自主着陆过程中姿态角测量不精确的问题,提出了一种新的基于单目视觉的姿态角测量方法。并且针对现实环境中拍摄的合作目标图像存在的光照不均、反光和模糊等情况,提出了纹理增强和检测效率优化算法,消除了图像退化对检测结果的影响,从而实现了对光照退化具有鲁棒性的检测方案。实验结果表明,姿态角测量误差为0.39°,每秒检测帧数达到了83.33帧,能够同时满足无人机着陆误差与实时性的要求。
关键词
固定翼无人机
视觉导航
合作目标检测
姿态角测量
Keywords
fixed wing unmanned aerial vehicle
visual navigation
cooperative target detection
attitude angle measurement
分类号
P228 [天文地球—大地测量学与测量工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于联盟的无人机集群编队控制方法
符小卫
魏可
李斌
高晓光
《系统工程与电子技术》
EI
CSCD
北大核心
2019
12
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职称材料
2
基于多目标MS-OSPA下界的分散式传感器选择
连峰
张修立
魏博
侯利明
韩崇昭
王伟
《电子学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2019
1
在线阅读
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职称材料
3
基于反向区间发生器的云优化模型
姜杰
刘哲
袁宝玺
乌伟
《控制工程》
CSCD
北大核心
2020
0
在线阅读
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职称材料
4
多普勒加速度测量的数字相关鉴相算法
景亚冬
王可宁
冯嘉双
张雄星
王伟
《光子学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2019
3
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职称材料
5
δ-广义标记多伯努利滤波器的非线性应用扩展
侯利明
连峰
王伟
《西安交通大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2019
3
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职称材料
6
月球探测器动力下降段最优轨迹参数化方法
乔衍迪
张泽旭
邓涵之
徐田来
《宇航学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021
2
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职称材料
7
固定翼无人机着陆姿态角测量算法研究
齐乐
袁宝玺
郭凤娟
郭建新
徐悦
米辰
《导航定位学报》
CSCD
2022
4
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职称材料
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