1 中国科学院微小卫星创新研究院新技术中心，上海 201204
2 上海科技大学信息科学与技术学院，上海 201210
3 中国科学院大学，北京 100049
为了改进在LED室内定位情况下，传统的到达时间差（TDOA）定位技术的测量不准确，算法不稳定等特点，提出了一种改进的基于有界网格的位置估计算法。该算法首先采用双曲线定位法对信号源进行TDOA定位，在待测量的时刻对信号源可能存在的区域进行边界设置并且对该区域进行网格化处理，结合先验时刻对网格赋予权重，通过贝叶斯滤波得出待测量时刻信号发射源可能存在的概率，因此得到信号发射源的位置信息。在此基础上，结合到达频率差对信号源进行速度估计。仿真结果表明，通过和最小加权二乘法定位算法以及结合了卡尔曼滤波的Chan算法对比，该算法对位置和速度的测量准确度和稳定性都有明显的优势。
光通信 无线定位 到达时间差 网格化 贝叶斯滤波 速度估计 激光与光电子学进展
2022, 59(5): 0506001
针对无人机无法在全球定位系统信号弱或拒止环境下实现自主导航的问题, 提出一种基于改进的ORB-LK光流法的速度估计算法。首先, 通过ORB算法提取目标物体上的特征点, 经过LK光流法计算出图像光流速度; 然后, 采用前向后向匹配算法确定匹配点对, 利用渐近一致采样算法剔除误匹配实现精匹配; 最后, 结合惯性测量元件测得的无人机旋转速度和声呐测得的高度计算出平移速度, 为无人机自主导航提供速度信息。通过在Matlab中仿真实验证明, 改进算法在公开图像数据集中的平均运算时间为0.622 s, 满足无人机实时应用的条件, 相较于原ORB-LK算法大幅提升了匹配正确率, 能够准确地进行速度估计。
ORB特征 LK光流法 误匹配剔除 速度估计 ORB characteristics LK optical flow method mismatching elimination velocity estimation
1 Dept. of Electronic Engineering, Beijing Institute of Technology, Beijing0008, China
2 Dept. of Electrical and Computer Engineering, University of California, Davis, CA95616, United States
近年来，获取高分辨探地雷达图像以实现目标检测受到广泛关注。相位偏移补偿算法（PSM）可以针对不同介电常数的多层介质成像，在各领域应用广泛。受距离维像素循环计算过程影响，PSM成像速度慢。基于PSM相关理论基础，提出改进波数域的多层介质快速成像算法，在每个独立介质层中，通过快速傅里叶运算取代PSM算法中的像素迭代过程，可以有效降低成像时间。针对双层介质模型，提出基于目标顶点区域提取的波速估计方法，用于精确补偿相位成像。通过搭建双层介质实验平台，利用该算法获得了多种被埋目标高分辨图像，验证了算法的有效性。
探地雷达 相位偏移补偿算法 改进波数域算法 速度估计 ground-penetrating radar phase migration extended Omega-k velocity estimation
1 中国电子科技集团公司 第三十八研究所，安徽 合肥 230088
2 孔径阵列与空间探测安徽省重点实验室，安徽 合肥 230088
针对固定单站平台，提出一种基于方位测量和速度估计的固定单站对运动目标定位及跟踪的模型算法。该模型算法利用多次的方位测量和对目标速度的估计来解算运动目标的位置航迹，再利用交互多模型滤波技术对目标航迹进行滤波跟踪和预测。仿真实验中利用卫星工具包 (STK)建模工具构建了典型场景，并分析了目标航迹的定位精确度及跟踪效果，对于位置固定的电子侦察系统和无源探测系统具有较为广泛的工程应用价值。
方位测量 速度估计 运动目标 固定单站 azimuth measurement velocity estimation motion target single fixed station 太赫兹科学与电子信息学报
2019, 17(1): 69
1 中国民航大学 飞行技术学院, 天津 300300
2 中国民航大学 天津市智能信号与图像处理重点实验室, 天津 300300
3 天津市空管运行规划与安全技术重点实验室, 天津 300300
提出了一种基于激光脉冲距离权重函数的湍流风场速度估计的方法, 可以解决多普勒信息探测晴空湍流风场中精细化的风速测量问题。算法以划分的距离门为单位对速度值进行空间平均, 将各距离单元速度与激光脉冲距离权重函数进行卷积运算得到风速的局部估计值。并考虑高斯激光脉冲在湍流风场中的有效空间展宽传输特性, 根据直接选取距离门中心位置的速度估计方法和快速的线性平均近似方法的处理过程, 引入激光脉冲的传输特性来表达湍流径向风速的统计平均值, 以实现湍流风速的测量以及激光雷达在探测湍流上的应用。实验结果表明, 在有明显湍流条件的风场环境中, 脉冲距离权重方法比线性平均方法在保留真实风场属性的前提下具有相对更小的速度标准差, 显示出较好的风速修正效果, 提高了激光雷达对湍流风场的测速性能。
脉冲激光雷达 速度空间平均 湍流风场 速度估计 pulse lidar spatial average of velocity turbulence wind field speed estimation 红外与激光工程
2018, 47(11): 1106001
国防科技大学机电工程与自动化学院，湖南 长沙410073
提出了一种基于自适应卡尔曼滤波算法的精密指向机构速度估计方法，用控制误差的统计特性实时调节卡尔曼滤波参数。用实验方法建立直流伺服电机的数学模型，对基于该方法的速度回路控制与响应进行了仿真，与其他速度估计方法进行了对比，在试验转台的速度控制中实现了该方法及其他速度估计方法，并比较了几种方法的阶跃响应和正弦响应，验证了仿真结果。结果表明，自适应卡尔曼滤波能抑制噪声影响，测速精度与静、动态性能良好，对噪声变化的鲁棒性较好。
自适应卡尔曼滤波 精密指向机构 直流伺服电机 速度估计 adaptive Kalman filter precision pointing mechanisms DC servo motor velocity estimation
本文提出了一种基于位置预测的动态规划方法, 用于快速检测GEO带天基观测图像中的暗弱碎片。首先对实测数据进行分析, 得出不同GEO碎片在图像中的运动速度相似, 接着, 进一步对数据做拟合, 得到了GEO碎片速度和观测卫星星下点纬度之间的映射模型, 并提出了GEO带天基观测图像中碎片速度估计方法。最后, 利用估计速度预测碎片位置, 在传统动态规划递归方程中采取位置信息加权, 得到了基于位置预测的目标搜索范围, 从而减少了递归方程中的目标状态个数。实测数据验证了速度映射模型的拟合偏差在1 pixel以内。选取一个典型观测周期的实测数据进行实验, 结果表明本文方法的检测时间比传统动态规划方法减少了90%以上, 虚警率降低了5.9%以上, 适合于GEO带天基观测图像中暗弱碎片的检测。
GEO碎片 目标检测 动态规划 速度估计 位置预测 GEO debris object detection dynamic programming velocity estimate position prediction
高质量的速度反馈信息对光电跟踪系统的跟踪精度有着非常重要的影响。由于受传感器物理限制以及从价格上考虑, 通常采用光学编码器并同时为系统提供位置信息和速度信息, 因此如何从光学编码器的位置信息中获取高质量的速度信息就显得尤为关键。首先从传统的编码器位置信号差分求速出发, 介绍了非线性跟踪-微分器的原理, 在此基础上提出了一种非线性速度估计器, 同时讨论了如何选择该控制器的设计参数。基于某光电跟踪系统伺服控制结构, 并采用抗积分饱和PI控制器作为三环回路控制器, 分别对采用非线性速度估计器和向后差分方法的伺服系统进行仿真分析, 并进一步在实验平台上进行实验。仿真和实验验证, 采用非线性速度估计器的系统比采用向后差分的系统, 在稳态性能和跟踪精度上都有明显的提高。
光电跟踪系统 跟踪微分器 非线性 向后差分 速度估计器 photoelectronic tracking system tracking differentiator nonlinearity Back Difference (BD) velocity estimator
1 海军工程大学，武汉 430033
2 空军雷达学院空天基预警监视装备系，武汉 430019
建立了双站ISAR运动目标的几何模型，给出了双站步进频率雷达运动目标的回波信号模型，讨论了目标运动对步进频率双站ISAR成像的影响；为补偿目标因等效径向速度引起合成距离像峰值的时移和能量发散，提出了用距离微分法估计目标的等效径向速度作粗补偿，然后用积累相关法作精补偿的成像方法；仿真结果验证了该方法的有效性。
步进频率雷达 双站ISAR 等效径向速度估计 距离微分法 积累相关法 stepped frequency radar bistatic ISAR equivalent radial velocity estimation range differential coefficient accumulation correlation
电子科技大学电子工程学院,四川,成都,610054
在毫米波线性调频连续波(LFMCW)雷达中,目标加速度存在使回波多普勒信号受到二次项调制,造成多普勒频谱畸变,从而导致目标检测性能下降和参数估计精度损失.采用最大似然模型进行加速运动目标检测和加速度-速度估计,提出了适合在一般高斯噪声环境中(包括色噪声)该模型的速度-加速度联合估计快速算法.另外也推导出了一般高斯环境下Chirp信号参数估计的CRB界,为一般高斯环境下Chirp信号参数的方差提供了实际下界.
毫米波应用 LFMCW雷达 动目标检测 加速度-速度估计 millimeter application linear FMCW radar MTD acceleration-velocity estimation
