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仅方位角系统UUV轨迹优化方法研究: 2014年; 在主从式UUVs(Unmanned Underwater Vehicles)系统中,从UUV仅携带被动传感器测得杂波环境下的主UUV方位角信息,通过自主优化其运动轨迹以达到尽快实现与主UUV汇合的目的。分析对比不同的观测载体机动轨迹对仅方位角系统TMA(Target Motion Analysis)精度的影响后,充分考虑到本课题从UUV速度小于主UUV速度这一特殊情况,提出了一种适用于工程应用的基于动态距离最短的轨迹优化方法并且借鉴其它载体航路跟踪模式设计从UUV跟踪轨迹的整体过程,使用扩展卡尔曼滤波算法进行主UUV运动要素估计,采取边估计边优化的方法实时更新从UUV运动状态。仿真实验中与基于方位角变化率最大轨迹优化方法及基于最小化均方误差阵的迹的轨迹优化方法进行对比,结果表明该方法能够实现主从UUVs的汇合,验证了该方法的合理性。; 王艳艳刘开周陈华雷; 关键词：TMA

基于卡尔曼滤波预测的无偏量测转换方法被引量：14: 2015年; 针对在目标跟踪系统中通常使用量测转换方法将球面坐标系下的量测量转换到笛卡尔坐标系下,传统量测转换方法在互距离测量误差增大时跟踪性能有所下降的问题,提出一种基于卡尔曼滤波预测的无偏量测转换方法.采用无偏量测转换方法变换量测量,基于卡尔曼滤波预测值,结合无迹变换算法估计转换量测方差.仿真结果表明,所提出的转换量测卡尔曼滤波算法较现有方法具有更高的跟踪精度和可信度.; 李为李一平封锡盛; 关键词：目标跟踪方差估计卡尔曼滤波

SGPDA-STF及其在水下多目标纯方位跟踪中的应用: 2014年; 针对广义概率数据关联(GPDA)算法存在计算量大、对系统模型变化鲁棒性差等问题,首先提出了简化广义概率数据关联(SGPDA)算法,然后把SGPDA算法与强跟踪滤波器(STF)算法相结合得到基于简化广义概率数据关联的强跟踪滤波器(SGPDA-STF)。SGPDA在不降低精度的条件下,大大降低了计算量。STF通过实时调节增益矩阵,增强了算法的鲁棒性。SGPDA-STF兼具STF鲁棒性强,SGPDA计算量小的优点。进行了水下杂波环境下单站多目标纯方位跟踪的仿真实验,实验结果证明了SGPDA-STF算法在鲁棒性和计算量方面都优于传统的GPDA-EKF算法。; 刘开周梅登峰王艳艳; 关键词：纯方位跟踪多目标跟踪杂波

基于修正加权矩阵的3维解耦无偏量测转换交互式多模型算法被引量：2: 2015年; 为解决使用正规变换方法解耦高维耦合运动模型进行机动目标跟踪造成各坐标轴估计结果相互影响的问题,提出了一种改进的解耦方法.首先给出了基于卡尔曼滤波预测量的3维无偏量测补偿系数和转换量测方差表达式.然后在正规变换的基础上,详细给出了构造修正加权矩阵的改进解耦方法.最后结合交互式多模型算法进行了仿真实验,结果表明该方法能够在减少计算量的同时,消除各坐标轴向估计结果之间的相互影响,有利于交互式多模型算法的分析和使用.; 李为李一平封锡盛; 关键词：交互式多模型算法解耦

纯方位目标跟踪的ST-MEF-PDAF方法研究被引量：1: 2014年; 传统的最大熵模糊概率数据关联滤波器(MEF-PDAF)算法用于水下杂波环境下单站纯方位目标跟踪存在对系统模型变化鲁棒性差、跟踪机动目标能力低的问题;为了解决这些问题,对MEF-PDAF算法进行了改进,提出了强跟踪MEF-PDAF(STMEF-PDAF)算法;与强跟踪滤波器(STF)算法类似,ST-MEF-PDAF算法通过引入渐消因子来实时调节增益矩阵,提高了算法的鲁棒性;进行了水下杂波环境下单观测站纯方位目标跟踪的仿真实验,ST-MEF-PDAF能够在500秒以内跟踪机动目标,而传统的MEF-PDAF算法不能,即ST-MEF-PDAF算法跟踪机动目标的能力高于传统的MEF-PDAF算法。; 刘开周梅登峰王艳艳林燕平; 关键词：纯方位跟踪杂波

载人潜水器“蛟龙”号的控制系统研究被引量：8: 2013年; 研究了适用于深海大深度载人潜水器的控制系统.为了克服定位系统野点尤其是控制周期与测量周期非同步问题,提出了无色自适应卡尔曼滤波的深海高精度导航定位方法.同时为了克服"蛟龙"号参数时变、闭环系统各环节的不确定性问题,借鉴专家控制经验,研究了基于模糊原理的控制参数在线自动调整的控制策略,以及基于数论的数据处理方法.基于上述方法实现了"蛟龙"号在复杂海洋环境下高精度导航定位、航行控制、载人舱内综合信息显控、水面监控、黑匣子数据分析和控制系统测试等功能,成功完成了世界上首次在7000 m深度近海底的自动定向、定深、定高、定速和悬停定位5种全自动航行控制功能."蛟龙"号于2009年8~10月、2010年5~7月、2011年7~8月和2012年6~7月完成1000,3000,5000和7000 m级海上试验.试验结果表明,"蛟龙"号控制系统的功能完善、性能先进、运行稳定可靠.; 刘开周祝普强赵洋崔胜国王晓辉; 关键词：载人潜水器导航定位模糊PID控制卡尔曼滤波

AUV纯方位目标跟踪轨迹优化方法被引量：12: 2014年; 为了进一步提高自主水下机器人(AUV)纯方位目标跟踪能力,从AUV轨迹优化方面进行了研究.采用基于距离的分段轨迹优化方法:在跟踪目标的初始阶段以定位的位置误差GDOP(geometrical dilution of precision)作为优化对象,以期在定位跟踪的各个时刻能得到最优的定位精度;针对目标运动要素(位置、速度、航向等)估计趋于收敛的情况,提出了一种基于短期预测的轨迹优化方法,AUV根据物理条件限制预测双方短期状态,计算能够反映跟踪态势特征的收益函数,根据收益函数对自身某状态进行评估,估算出自身各个预测状态的综合收益后,选出综合收益最大的那个状态作为短期目标,执行能到达该状态的行为.目标运动要素估计中使用扩展卡尔曼滤波(EKF).最后,将该轨迹优化方法与基于GDOP的轨迹优化进行仿真对比,结果表明该方法能够实现AUV与目标较快汇合.; 王艳艳刘开周封锡盛; 关键词：自主水下机器人纯方位跟踪收益函数扩展卡尔曼滤波

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辽宁省自然科学基金(2011010025-401)