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基于多源遥感数据的京津冀环境质量动态监测

基于PM2.5（Fine Particulate Matter）浓度、地表温度（Land Surface Temperature，LST）、归一化植被指数（Normalized Difference Vegetation Index，NDVI）、植被覆盖度（Vegetation Coverage，VC）、土地利用等数据，借助综合评价指数（Comprehensive Evaluation Index，CEI），本文对2000―2015年京津冀环境质量进行了评估。结果表明：京津冀整个地区，CEI呈逐步退化和退化的面积分别占34.88%和4.15%，主要位于东南部的天津，河北邢台、邯郸等地。京津冀城市建成区，CEI呈退化和逐步退化的比例分别达到54.80%和25.87%。46.76%和39.86%的城市扩张用地的环境质量分别呈现逐步退化和退化状态。京津冀？LST值呈现西北、东南低，中部高的分布态势，？PM2.5和？VC均呈现从东南向西北减小的趋势。相关分析表明？PM2.5、？VC和？LST的变化对城市建成区及其城市扩张用地的环境质量有显著影响，其中？PM2.5浓度变化是导致城市建成区及其扩张用地环境质量恶化的最主要因素。

  • 2022-01-11
  • 阅读136
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基于卡尔曼滤波的船舶轨迹异常行为快速检测方法

基于全球船舶自动识别系统（Automatic Identification System，AIS）数据的船舶轨迹异常行为快速检测对于保障船舶航行安全、辅助安全监管具有重要意义。AIS数据具有容量大、更新频率快的特点，而当前AIS轨迹异常行为检测方法依赖于大量的训练样本与历史数据，实用性与普适性较差，难以用于船舶轨迹异常行为快速检测。为此，本文定义了船舶追踪、航速、航向、位置4种异常行为检测模型，提出了一种基于卡尔曼滤波的船舶AIS轨迹异常行为检测方法，实现了船舶AIS轨迹的异常行为快速检测与报警。实验选取经过我国东海部分地区3天的AIS数据，对实验结果的正确性与耗时进行分析，结果表明模型可以满足异常即时发现、即时处理的应用需求。

  • 2022-01-11
  • 阅读159
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基于扩展卡尔曼滤波（EKF）的机器人状态估计

EKF的目的是使卡尔曼滤波器能够应用于机器人等非线性运动系统，EKF生成的状态估计比仅使用实际测量值更准确。在本文中，我们将简要介绍扩展卡尔曼滤波器，并了解传感器融合的工作原理。为了讨论EKF，我们将考虑一种机器人车（自驾车车辆在这种情况下）。如下图所示，我们可以在一个全局坐标系中为这辆车建模，坐标为：Xglobal、Yglobal和Zglobal（面朝上）。X_car和Y_car坐标属于以线速度（V）和角速度（ω）移动的车的坐标系。横向角（γ）测量汽车绕全局Z轴旋转的程度。

  • 2022-01-12
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近十年的VI-SLAM算法综述与发展

一个完整的 SLAM（simultaneous localizationandmapping） 框架包括传感器数据、 前端、 后端、 回环检测与建图，如图1所示，其中，前端将传感器的数据抽象成适用于估计的模型，回环检测判断机器人是否经过已知的位置。而后端接受不同时刻前端测量的位姿和回环检测的信息并对它们进行优化，从而得到全局一致的轨迹。建图则是根据状态估计得到的轨迹建立与任务要求相对应的地图。通常,仅含有前端和局部后端的框架被称为里程计, 而带有回环检测和全局后端的完整框架被称为 SLAM。

  • 2022-01-11
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面向有色测量噪声下UWB/INS组合行人导航的分布式卡尔曼滤波

为了降低室内环境下INS/UWB组合导航中有色测量噪声（CMN）对导航精度的影响，本文对高斯-马尔可夫CMN下的分布式KF（dKF）进行了改进，使用可变CFM，使CFM能够随着导航环境的变化而变化。针对分布式KF，局部滤波器利用INS和UWB分别测量的距离之差作为其观测量，对目标行人的位置进行预估。在此基础上，主滤器通过融合局部滤波器的估计值来估计目标行人当前时刻的位置。实验表明，与标准dKF相比，使用可变CFM改进的dKF可以将定位均方根误差（RMSE）降低26.85%。

  • 2022-01-11
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卡尔曼滤波在地面沉降GNSS监测中的应用

本文以山西省西山煤田某一工作面为试验区，在分析地面沉降全球卫星导航系统（GNSS）监测数据特征的基础上，利用两种卡尔曼滤波方法（普通和总体卡尔曼滤波）对矿区地面沉降GNSS监测数据进行了处理与评价，同时对比了两种卡尔曼滤波方法的均方根误差分布情况。试验结果表明，两种滤波方法的滤波结果与观测值趋势大致相同，但存在少数异常点。下沉量越大的监测点，滤波结果与观测值的差异越大，但总体卡尔曼滤波的差异明显小于普通卡尔曼滤波，特别是对于下沉量较大的监测点。下沉量越大的监测点，其均方根误差越大，总体卡尔曼滤增大的速度远小于普通卡尔曼滤波，总体卡尔曼滤波均方根误差的最大值小于0.1 m，普通卡尔曼滤波的则接近0.4 m。

  • 2022-01-11
  • 阅读107
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群目标跟踪技术综述

根据研究重点的不同,从群目标跟踪的建模和滤波算法方面展开综述,主要包括:量测处理、扩展外形建模、内部关系建模、群分裂/合并建模以及滤波算法等.最后,基于群目标跟踪现有研究进展和未来可能面临的挑战,对群目标跟踪领域需要重点研究和关注的方向作了展望.

  • 2022-01-11
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传统组合导航中的实用Kalman滤波技术评述

在随机线性系统建模准确的情况下,Kalman滤波是线性最小方差无偏估计。针对传统惯导/卫导组合导航的实际应用,难以精确建模,给出了常用的建模方法、状态量选取原则、离散化方法及滤波快速计算方法。讨论了平方根滤波、自适应滤波、联邦滤波和非线性滤波等技术的适用场合,并给出了使用建议。针对前人研究可观测度中未考虑随机系统噪声的缺陷,提出了更加合理的以初始状态均方误差阵为参考的可观测度定义和分析方法。提出了均方误差阵边界限制方法,可有效抑制滤波器的过度收敛和滤波发散。该讨论可为工程技术人员提供一些有实用价值的参考。

  • 2022-01-11
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