时延估计方法在乒乓球落点定位中的应用研究

发布时间：2017-07-05 09:23

  本文关键词：时延估计方法在乒乓球落点定位中的应用研究

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【摘要】：数字体育是一个全新的概念,是数字技术和传统体育结合体,是IT、通信、互联网技术手段,数字游戏和数字媒体形式,同体育锻炼、竞技健身、互动娱乐的完美结合。如今,中国在数字体育产业领域,同世界发达国家站在同一起跑线上。相信随着越来越多有发展眼光企业的加入,一个萌动中的新兴产业呼之欲出。本论文从我国运动成绩最显赫、群众基础最广泛的乒乓球运动为切入点,对乒乓球无源定位技术中的最关键技术之一—时延估计技术进行深入研究。本文的主要研究工作从三个方面展开：首先是对于无源定位方法的研究,对无源定位中的到达时间差法进行重点讨论；其次是根据参考国内外时延估计的大量文献,对时延估计中的广义互相关法,自适应估计法、互功率谱估计法以及高阶谱估计法进行理论分析,对各自的特点进行总结,并讨论广义互相关法和其它方法之间的相互联系。最后通过数值仿真,分别研究了四种广义互相关加权时延估计方法的特点,仿真实验结果与理论一致,验证了理论的正确性。在此基础上,搭建实验环境,实验系统由乒乓球台、电涡流传感器、示波器和计算机组成。采集了若干组系统噪声、乒乓球激励等信号数据。为了寻求在实验系统噪声分布规律未知的最优时延估计方法,采用实验获得的噪声数据,分别运用广义互相关法的四种时延估计方法进行数值仿真分析,实验结果表明,PHAT加权法的时延估计值最接近真值,该方法为乒乓球落点估计系统的时延估计最优方法。本文通过讨论、研究、模拟仿真得出的的较适宜乒乓球落点定位的时延估计方法,解决了乒乓球落点定位中的时延估计问题,为乒乓球运动的数字化提供了有价值的研究方法,并为乒乓球落点估计精度的进一步提高打下坚实的基础。
【关键词】：无源时差定位 时延估计 广义互相关
【学位授予单位】：哈尔滨师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：G846;G80-05
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-9
• 第1章 绪论9-14
• 1.1 课题研究背景9
• 1.2 定位技术国内外现状9-10
• 1.3 时延估计方法国内外现状10-11
• 1.4 课题研究目的及意义11-13
• 1.5 本文的主要研究工作和内容13-14
• 第2章 无源时差定位方法研究14-21
• 2.1 无源定位技术简介14
• 2.2 无源定位方法概述14-15
• 2.3 无源定位方法的分类15
• 2.4 到达时间差定位方法15-20
• 2.4.1 单接收信号传感器定位16-18
• 2.4.2 三接收信号传感器定位18-20
• 2.5 本章小结20-21
• 第3章 时延估计方法研究21-30
• 3.1 时延估计方法概述21
• 3.2 时延估计的计算模型21-22
• 3.3 时延估计的各类方法22-29
• 3.3.1 广义相关法23-25
• 3.3.2 自适应时延估计法25-26
• 3.3.3 互功率谱估计法26-27
• 3.3.4 高阶统计量法27-28
• 3.3.5 广义相关法和其它时延方法的关系28-29
• 3.3.5.1 广义相关法和自适应时延估计法的关系28
• 3.3.5.2 广义相关法和高阶谱法的关系28-29
• 3.4 本章小结29-30
• 第4章 乒乓球落点定位中的信号采集与时延估计仿真研究30-44
• 4.1 布置实验场景30
• 4.2 乒乓球振动信号及噪声信号的提取30-31
• 4.3 实验仿真及数据统计31-42
• 4.3.1 无噪声实验仿真31-33
• 4.3.2 平稳随机噪声实验仿真33-36
• 4.3.3 乒乓球落点定位噪声实验仿真36-41
• 4.3.4 乒乓球振动信号采集及实验仿真41-42
• 4.4 本章小结42-44
• 结论44-46
• 参考文献46-49
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文49-51
• 致谢51

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本文编号：521402