简介:在高斯噪声环境下,由于扩展卡尔曼滤波(EKF)在目标跟踪应用中精度低和可能出现的滤波发散,将无迹卡尔曼滤波(UKF)应用于非线性系统的目标跟踪.通过UKF在目标跟踪中的应用和仿真结果的分析比较表明,与EKF相比较,UKF收敛快、对噪声适应能力强,算法实现简单.
简介:摘要:针对传统的航姿参考系统AHRS(Attitude and Heading Reference System)中姿态角精度不高的问题,设计了一种基于无迹卡尔曼滤波(Unscented Kalman Filter,UKF)的姿态测量系统,通过融合微机电系统(micro-electro-mechanical system,MEMS)三轴陀螺仪、三轴加速度计以及三轴磁力计的数据,克服了单独三轴陀螺仪进行姿态解算存在累积误差,单独加速度计和三轴磁力计易受到外界干扰加速度及磁干扰的影响的缺点,充分发挥各传感器的优势。最终试验结果表明,在静态测试中,系统无累积误差,且不受磁干扰的影响,在动态测试中,UKF算法消除了只使用加速度计和磁强计在动态测量中的毛刺,有效改善了系统的动态性能。
简介:为了提高自主水下航行器的导航精度,提出了一种新型地形无源组合导航系统.根据水下环境特点和航行器导航高精度和低成本的要求,采用捷联式惯性导航系统、地形辅助导航系统、多普勒速度声纳、电子磁罗经和利用UKF进行信息融合的导航计算机组成新型水下地形无源组合导航系统,并给出了EKF线性滤波方程、UKF非线性滤波方程和导航传感器量测方程.对比仿真实验表明,采用建议的传感器和UKF信息融合方式比采用EKF方式提高了水下航行器导航定位的精度.采用不同的导航传感器和UKF信息融合方法的地形无源组合导航系统可以有效地减小水下航行器导航位置误差,提高组合导航的稳定性和精度.
简介:摘要针对间隙小于0.05mm的低碳钢对接焊缝,用磁光传感方法获取焊缝位置信息,研究多新息理论优化卡尔曼滤波在焊缝识别及跟踪中的应用.在获取磁光图像及提取焊缝位置的过程中存在较多干扰,而传统卡尔曼滤波受噪声的影响较大,难以对焊缝偏差进行最优估计。为此,结合多新息理论,提出一种焊缝位置检测的卡尔曼滤波改进算法,在对当前时刻进行预测时,充分考虑之前多个时刻的运动状态,综合历史数据估计出焊缝位置信息,对不同新息值进行试验比较并考虑计算量和滤波精度,发现选用两个新息值优化卡尔曼滤波算法可得到较好的效果。结果表明,多信息理论优化卡尔曼滤波算法可有效提高焊缝位置检测精度。
简介:制导炮弹控制系统要求炮弹飞行姿态测量信息具有良好的准确性和实时性。为解决制导炮弹飞行姿态的高精度滤波估计问题,根据外弹道攻角运动方程和MEMS角速度陀螺测量方程分别建立姿态角滤波系统状态模型和量测模型。考虑实际陀螺随机白噪声的影响,结合弹载全球定位系统信息及地面弹道试验数据,并利用非线性卡尔曼滤波估计方法,对制导炮弹飞行姿态进行了滤波估计。为提高滤波估计效率,对比了Unscented卡尔曼滤波和一种混合卡尔曼滤波两种非线性滤波估计方法,滤波估计结果表明两种方法得到的姿态精度均能满足测量要求,而运算效率后者相对前者可提高约6%,稳定性也较好,因此在工程上更实用。
简介:根据结构力学与卡尔曼滤波相模拟的理论,构造了一种新的用于连续系统参数识别的广义卡尔曼—布西滤波计算格式.该算法运用了结构力学中的串联子结构拼装方法,在每一步子结构拼装的同时嵌入对系统状态和参数的估计以实现系统参数的识别,可以离线计算的数据都通过精细积分算法预先获得。
简介:摘要:在测量汽车结构件位移的过程中,普遍存在采集设备布置困难、测量精度低的问题,因此多采用加速度数据间接计算动态位移。本文提出了一种基于卡尔曼滤波的位移计算方法,可根据加速度数值实时计算出位移,同时与传统时域积分法及频域积分法进行对比。 仿真表明:该算法能够通过加速度数据精确估算位移,计算精度由于传统时域积分法及频域积分法,为汽车动态位移获取提供一种思路。
简介:针对在4级海况下船体大幅度晃动,甚至丢失GPS信号的复杂环境,常规算法会导致姿态测量精度急剧下降的情形,为‘动中通’中的航姿系统设计了一套姿态融合算法。在GPS有效时,卡尔曼滤波的观测量引入双天线GPS输出的航向角,解决航向角观测性弱和估计不准的问题,同时引入互补滤波得到的陀螺修正量,提高了水平姿态角的可观性,融合两种算法提高了解算精度。在GPS无效时,通过互补滤波,抑制陀螺漂移,输出高精度水平姿态角,配合天线所接收信号的强度使‘动中通’正常工作。为验证算法的有效性,进行了动态实验,实验结果表明:该算法在GPS有效的情况下能保证俯仰滚动角(RMSE标准)精度在0.2°以内,航向角精度在0.5°以内,在GPS无效情况下也可使俯仰和滚动角精度长时间维持在0.3°以内,具有一定的工程应用价值。