应用科学学报

陆阳，田一鸣，魏臻，魏振春

2012, 30(2): 111-116. doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2012.02.001

摘要 ( 1445 )

PDF (726KB) ( 1151 )

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对复杂网络与无线ad hoc网络的机理分析表明，一定条件下的无线ad hoc网络具有复杂网络效应. 该文在验证多射频节点组建小世界无线ad hoc网络可行性基础上提出多射频节点的控制策略. 文中提出的策略考虑到节点的设计，并根据网络环境及节点的聚类系数来控制多射频节点的部署. 仿真实验表明，该策略优化了网络的拓扑结构，增加了网络的鲁棒性，对进一步优化网络性能具有理论与实际意义.

认知网络中主用户接收机通信区域建模及分析

廖勇，谭晓衡，程金波，张宇翔，杨宏，丰建军，陈徐洪

2012, 30(2): 116-119. doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2012.02.002

摘要 ( 1628 )

PDF (3697KB) ( 1159 )

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在现有认知无线网络模型综合分析的基础上，针对以主用户发射机为中心进行干扰区域建模的不足，提出一种基于主用户接收机为中心的认知网络模型. 基于该模型，采用信息论的观点，在主用户最低吞吐量和主用户通信中断概率的限制条件下，分析得出了主用户通信半径、认知用户密度及主用户吞吐量的相互量化制约关系. 数值分析结果验证了该模型在认知用户对主用户接收机干扰过程中的合理性和有效性.

无线传感器网络中的协作波纹定位

张金艺1;3，段苏阳1，吴玉见1，王春华1，丁梦玲2

2012, 30(2): 120-127. doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2012.02.003

摘要 ( 1901 )

PDF (949KB) ( 1210 )

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随着无线传感网定位技术的发展，高精度、大范围、低代价成为无线传感器网络定位技术的研究热点.文中提出一种用于无线传感网定位的协作波纹算法，侧重于对多节点实现快速精确定位. 首先以更合理的网络布局研究为基础，设计一种可以拼接的网络拓扑结构；其次利用节点协作的方式感知网络环境，降低定位误差；最后利用波纹定位的方式对节点进行两轮定位，从而实现网络区域内的高精度定位. 仿真实验表明，网络的锚节点节省率可达3.20%，定位精度提升了20.00%，进而充分证明了协作波纹算法的有效性与合理性.

ZPOFDM循环平稳性分析及在多载波信号识别中的应用

崔伟亮，江桦，李剑强

2012, 30(2): 128-134. doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2012.02.004

摘要 ( 1870 )

PDF (2717KB) ( 1340 )

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针对多载波调制分类算法无法识别零前缀正交频分复用(zero-padding OFDM, ZPOFDM)信号的问题，提出了一种改进的OFDM信号识别方法. 利用ZPOFDM等信号的二阶循环累积量特征，结合循环平稳性检测，实现衰落信道下包括ZPOFDM、循环前缀正交频分复用(cyclic-prefix OFDM CPOFDM)、单载波等信号的分类.理论分析与实验结果表明，该方法在没有同步及参数估计等预处理条件下能实现频率选择性衰落信道下多载波信号的有效区分.

MIMO信号调制方式盲识别

张路平，王建新

2012, 30(2): 135-140. doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2012.02.005

摘要 ( 1858 )

PDF (1247KB) ( 1726 )

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提出一种基于盲信号分离的方法对MIMO信号进行调制识别. 该方法对接收信号的相关矩阵作奇异值分解，用于估算发射天线数目，并对信号进行白化. 采用特征值矩阵的联合近似对角化(joint approximate diagonalisation of eigen-matrices, JADE)算法对接收信号进行分离，恢复发送端信号. 通过分析信号的频谱特征，提出4 个新的特征参数，并结合四阶累积量实现对MIMO体制下6 种信号调制方式的识别. 识别过程中无需估计载波频率和符号率等参数，具有较强的实用性. 仿真结果表明文中提出的方法具有良好的性能.

基于IM-SAPSO和SVM的EBPSK检测器设计

靳一，王继武，吴乐南

2012, 30(2): 141-145. doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2012.02.006

摘要 ( 1790 )

PDF (862KB) ( 1114 )

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参数选择对于支持向量机(support vector machine, SVM)的分类性能很重要，其本质是搜索寻优.该文提出以最小化K-fold交叉验证误差为目标，以改进模拟退火粒子群优化算法(improved simulated annealing particle swarm optimization, IM-SAPSO)为寻优方法的SVM参数优化方法. 利用优化的SVM对扩展的二元相移键控(extended binary phase shift keying, EBPSK)通信系统中经冲击滤波器的“0”和“1”码元进行分类，并和基于SVM、PSO-SVM以及幅度积分判决的EBPSK检测器进行性能对比. 仿真结果表明：基于IMSAPSO和SVM的EBPSK检测器性能明显好于其他3 种检测器.

应用循环平稳特性的宽带信号DOA估计

刘付刚1;2，刁鸣1

2012, 30(2): 146-150. doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2012.02.007

摘要 ( 1622 )

PDF (634KB) ( 1099 )

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针对循环平稳宽带信号DOA估计问题，结合信号的循环平稳特性和共轭循环平稳特性，采用子空间分解方法研究宽带信号DOA估计方法. 该方法同时利用宽带信号循环平稳和共轭循环平稳两方面信息构造出扩展循环相关矩阵，采用常规方法得到宽带信号的方位谱，继承了Cyclic MUSIC算法的优点，当处理宽带信号源时不需要估计最佳延时时间. 仿真结果表明该方法具有良好的宽带信号选择能力和分辨能力，能抑制大功率干扰信号，估计性能较好.

结合地理参数的航拍视频实时拼接算法

何贝1，王贵锦1，沈永玲2，廖超1，刘春华2，林行刚1

2012, 30(2): 151-157. doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2012.02.008

摘要 ( 1382 )

PDF (5976KB) ( 1825 )

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针对现有航拍视频拼接算法存在的计算速度慢及累积误差大等问题，提出一种结合地理参数的航拍视频实时拼接算法. 根据地理参数对相机运动模型进行分解，完成视频帧间的实时配准. 估计视频每帧的主运动方向，并对现有单一主方向的流形拼接算法进行改进，将其拓展到任意方向. 依据地理坐标局部修正拼接条带，保证拼接图像与真实地理位置一一映射，减少累积误差. 仿真与真实航拍视频的拼接结果证明了该算法的准确性和准实时性，对640*480 像素视频的拼接速度达到25 帧/s.

基于仿生机械云台的声纳图像拼接

陈金波1;2，李恒宇1，龚振邦1，罗均1，谢少荣1;2

2012, 30(2): 158-164. doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2012.02.009

摘要 ( 2223 )

PDF (4564KB) ( 1332 )

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分析了声纳图像拼接失真的因素，提出了一种基于仿生机械云台的声纳图像拼接方法. 根据眼球前庭动眼反射机理建立了一个具有主动补偿功能的仿生机械云台控制系统，对扫测艇姿态变化进行动态补偿减小了声纳图像拼接的误差. 使用姿态传感器与GPS以及图像信息对声纳图像进行对准，实现声纳图像的拼接. 不同环境下的仿真实验证明，该系统不仅具有动态补偿能力而且还具备鲁棒性. 最后，经水下声纳图像拼接的实验证明了该方法的有效性，较未使用仿生云台的拼接方法有更好的拼接效果.

基于超图的图像隐写方法

胡沉，王建军

2012, 30(2): 165-172. doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2012.02.010

摘要 ( 1889 )

PDF (1054KB) ( 1340 )

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提出了一种基于超图的图像隐写方法. 该方法先对像素分组，再根据像素之间的可交换关系构造超边，用超边的集合（超图）来表示图像，用局部最优的贪婪算法寻找超图的匹配来完成隐秘信息的嵌入. 为了说明该方法的有效性，在对载体图像修改方面，与传统的基于图论的隐写方法进行比较；在抗攻击性能方面，与已有的其他空间域方法进行实验比较. 实验结果表明，相对于基于图论的方法，文中提出的方法对载体图像像素的修改更小，增强了含密图像的视觉质量，其抗攻击性能也优于现有的其他空间域方法.

应用启发式边缘生长的遥感影像分割

李刚1，万幼川1，李萌2

2012, 30(2): 173-180. doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2012.02.011

摘要 ( 1765 )

PDF (3455KB) ( 1579 )

相关文章 | 多维度评价

基于边缘的遥感影像分割方法有两个难点：边缘点检测和边缘线连接. 文中提出一种基于启发式边缘生长的分割方法. 首先对Canny 算子进行三方面的改进以准确提取边缘点：自适应小波去噪、最优双阈值计算、基于邻域全变分的边缘决策. 定义一个新的边缘连接异质性指标，包括空间异质性和光谱异质性. 在此基础上提出启发式的全局交互最优决策技术以正确连接断裂边缘线. 文中用快鸟影像和航空影像进行分割实验，并与eCognition 的分割结果进行定性和定量比较. 实验表明启发式边缘生长分割方法能正确地连接绝大多数边缘线，并提供准确的分割结果.

一种使用修正模糊隶属度的航迹关联方法

井沛良，刘方

2012, 30(2): 181-186. doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2012.02.012

摘要 ( 1364 )

PDF (760KB) ( 1135 )

相关文章 | 多维度评价

在分布式多传感器多目标跟踪系统中，航迹关联是进行航迹融合的必要预处理步骤. 针对传统航迹关联方法在密集目标环境下关联正确率严重下降的问题，文中提出一种新的航迹关联方法. 该方法对传统的模糊隶属度进行时间平滑，并在整体上而不是单个隶属度上考虑航迹的关联程度，从而提出一种修正模糊隶属度来衡量两条航迹的相似程度. 此外还设计了一种基于先验有序关联对的训练方法来设置参数. 仿真结果表明，与经典的模糊双门限方法相比，该方法易于设置参数且性能更好，因而更适合于工程应用.

Cholesky 分解在协方差矩阵恢复中的使用

杜航原，郝燕玲，赵玉新，陈立娟

2012, 30(2): 187-193. doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2012.02.013

摘要 ( 2225 )

PDF (813KB) ( 2371 )

相关文章 | 多维度评价

针对基于稀疏扩展信息滤波的同步定位与地图创建(simultaneous localization and mapping, SLAM) 问题，分析并比较了最近邻数据关联、极大似然数据关联以及联合相容性检验数据关联的原理，阐述了边缘协方差矩阵恢复的必要性. 在此基础上提出一种利用Cholesky 分解由信息矩阵准确恢复协方差任意元素的方法，该方法具有较高的计算效率. 在仿真实验中将该方法与协方差边界估计法比较，并分别用于3 种数据关联算法的比较分析，表明所提出的方法适用于多种数据关联方法，能在保证定位精度的同时有效控制算法复杂度. 最后对各种数据关联算法在稀疏扩展信息滤波SLAM中的性能进行了讨论.

采用自适应补偿的无人机姿态测量

高明1，徐清河1，赵文才2

2012, 30(2): 194-202. doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2012.02.014

摘要 ( 1294 )

PDF (1201KB) ( 1331 )

相关文章 | 多维度评价

根据合作目标的单站姿态测量原理，结合实际大气湍流条件下激光光束的漂移及扩展效应，提出利用补偿和定位后的激光光斑质心确定无人机外部姿态的方法. 通过计算单帧激光光斑中心提取单位时间内激光光斑质心组成的外围轮廓特征点，并将其构成多边形. 以多边形图像质心为参照，建立姿态测量自适应补偿模型. 计算结果表明，当目标距离为3 km时，采用模拟退火算法迭代解算并对结果进行自适应补偿，得到的姿态角误差最大值为0.221±，说明自适应补偿技术的姿态测量算法具有较高的姿态测量精度和收敛性.

结合非线性动态面和前馈补偿的挖泥船动力定位控制

张宇华1;2，姜建国1，郜登科1

2012, 30(2): 203-208. doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2012.02.015

摘要 ( 1713 )

PDF (934KB) ( 1240 )

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

针对挖泥船受挖泥强干扰作用的特点，提出采用前馈补偿与非线性动态面相结合的控制方法，解决挖泥船动力定位的控制问题. 挖泥干扰的前馈补偿与动态面控制算法相结合的控制方法能保证挖泥船动力定位系统的渐近稳定. 在反步控制的设计中加入一阶低通滤波器形成的动态面控制，避免了对非线性模型的多次微分，简化了控制器的设计. 仿真结果表明，该方法对挖泥船动力定位有较好的控制效果.

机器视觉辅助的无人机空中加油相对导航

王龙1，董新民1，贾海燕2

2012, 30(2): 209-214. doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2012.02.016

摘要 ( 1697 )

PDF (1155KB) ( 1511 )

相关文章 | 多维度评价

为准确获取无人机空中加油对接阶段的相对位姿信息，提出了一种机器视觉辅助的INS/GPS/MV 组合导航方案，研究了机器视觉图像的特征点提取与匹配算法. 引入相对惯导误差，建立了全局滤波器的增广状态方程，并根据杆臂矢量推导了GPS和机器视觉量测方程. 设计了基于联邦滤波器结构的全局多速率扩展卡尔曼滤波算法，以融合多速率传感器信息，并与标准EKF算法进行对比. 仿真结果表明，所提出的算法能有效融合惯导、GPS和机器视觉的测量信息，使导航参数的精度和输出带宽均满足导航系统的设计要求，有利于改善无人机的飞行品质，放宽对飞控系统的性能要求.

基于蚁群优化算法和人工势场的无人机航迹规划

李猛，王道波，柏婷婷，盛守照

2012, 30(2): 215-220. doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2012.02.017

摘要 ( 1472 )

PDF (672KB) ( 1484 )

相关文章 | 多维度评价

针对复杂环境下的无人机航迹规划问题，建立栅格化环境模型，提出了结合蚁群算法与人工势场的航迹规划方法. 在航迹搜索过程中，蚂蚁不仅受到信息素和启发信息作用，还受到势场力的影响. 根据节点位置的势场力分布，提出了确定性选择和概率性选择相结合的状态转移规则，并设计环境感知因子，动态调整确定性选择的比例. 将节点的势场方向、节点与目标间的距离构造蚂蚁的综合启发信息，以充分利用对已知环境的认知，指引蚂蚁搜索. 仿真结果表明所提方法能有效得到无人机的最优航迹，优化效果优于单一的蚁群算法和人工势场法，具有更好的收敛速度和优化精度.

应用科学学报2012年第30卷第2期中文目录

2012, 30(2): 220-220.

摘要 ( 1143 )

PDF (83KB) ( 770 )

相关文章 | 多维度评价

应用科学学报2012Vol30 No2 英文目录

2012Vol30 No2

2012, 30(2): 221-221.

摘要 ( 1043 )

PDF (62KB) ( 1236 )

相关文章 | 多维度评价

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