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奇异值分解五阶容积卡尔曼滤波汽车状态估计
1
作者
吴伟斌
黄靖凯
+1 位作者
曾锦彬
李浩欣
《重庆理工大学学报（自然科学）》
CAS
北大核心
2024年第3期74-83,共10页
针对三阶滤波对高维汽车非线性模型估计精度有限的问题,以电动汽车为研究对象,提出了一种基于奇异值分解的五阶容积卡尔曼滤波(SVD-FCKF)车辆状态估计器。首先基于Dugoff轮胎模型,构建高维非线性7自由度车辆动力学模型。然后根据三阶球...
针对三阶滤波对高维汽车非线性模型估计精度有限的问题,以电动汽车为研究对象,提出了一种基于奇异值分解的五阶容积卡尔曼滤波(SVD-FCKF)车辆状态估计器。首先基于Dugoff轮胎模型,构建高维非线性7自由度车辆动力学模型。然后根据三阶球面-径向容积规则将CKF拓展到五阶,使其具有五阶泰勒级数展开精度,同时利用奇异值分解代替传统Cholesky分解,提高估计器的鲁棒性。最后利用Carsim和Matlab/Simulink联合仿真平台对SVD-FCKF进行验证,结果表明:改进的SVD-FCKF估计器能够有效提高电动汽车纵向速度、侧向速度、质心侧偏角和四轮转速的估计精度和稳定性,多工况适应能力强,整体估计效果优于CKF估计器。研究结果为电动汽车主动安全研究提供了理论支撑,具有实际应用价值。
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关键词
车辆动力学模型
状态估计
奇异值分解
五阶容积卡尔曼滤波
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职称材料
五阶容积卡尔曼滤波算法及其应用
被引量：
6
2
作者
赵曦晶
刘光斌
+2 位作者
汪立新
何志昆
赵晗
《红外与激光工程》
EI
CSCD
北大核心
2015年第4期1377-1381,共5页
容积卡尔曼滤波(CKF)是一种新型的非线性滤波方法,可获得优于扩展卡尔曼滤波(EKF)和无迹卡尔曼滤波(UKF)的滤波精度和滤波效率。但是,传统的CKF基于三阶容积准则而提出,因此滤波精度受到限制,为进一步提高CKF滤波性能,文中将容积准则由...
容积卡尔曼滤波(CKF)是一种新型的非线性滤波方法,可获得优于扩展卡尔曼滤波(EKF)和无迹卡尔曼滤波(UKF)的滤波精度和滤波效率。但是,传统的CKF基于三阶容积准则而提出,因此滤波精度受到限制,为进一步提高CKF滤波性能,文中将容积准则由三阶扩展到五阶,采用两种不同容积点集选择方案,提出一种新型的五阶CKF算法。该算法可有效改善传统CKF在精度方面的理论局限,并有效改善一般五阶CKF计算量大的问题。机动目标跟踪仿真结果表明了新方法的有效性和可行性。
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关键词
容积
卡尔曼滤波
五阶容积卡尔曼滤波
滤波
精度
目标跟踪
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职称材料
多终端五阶强跟踪容积卡尔曼滤波实时定轨
3
作者
李兆铭
杨文革
+1 位作者
丁丹
廖育荣
《光学精密工程》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2017年第8期2195-2203,共9页
为了提高多手持终端对卫星脉冲机动轨道的实时确定精度,并降低定轨精度对滤波初值的敏感性,提出一种五阶强跟踪球面单形-径向容积卡尔曼滤波(5-STSSRCKF)方法。采用n维正则单形变换群和矩匹配法推导五阶球面单形-径向容积准则,并将该准...
为了提高多手持终端对卫星脉冲机动轨道的实时确定精度,并降低定轨精度对滤波初值的敏感性,提出一种五阶强跟踪球面单形-径向容积卡尔曼滤波(5-STSSRCKF)方法。采用n维正则单形变换群和矩匹配法推导五阶球面单形-径向容积准则,并将该准则嵌入强跟踪滤波(STF)框架。利用STF的等价表示计算次优渐消因子,实现了在滤波稳定时在线实时调整增益矩阵,克服了残差增大时增益矩阵仍保持极小值的缺点,提高了对系统突变状态的跟踪能力。进行了仿真实验,结果表明,当滤波初值误差增大时,已有方法的定轨精度降低为1 798.199m,而提出的5-STSSRCKF的定轨精度可以维持在8.688m;当卫星进行脉冲机动时,已有方法不具备对机动轨道状态的跟踪能力,而5-STSSRCKF的定轨精度仍然维持在8.976m。实验显示,5-STSSRCKF对滤波初值不敏感,并且对卫星脉冲机动轨道的实时确定精度更高。
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关键词
手持终端
实时定轨
五
阶
球面单形-径向准则
五
阶
强跟踪球面单形-径向
容积
卡尔曼滤波
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职称材料
题名
奇异值分解五阶容积卡尔曼滤波汽车状态估计
1
作者
吴伟斌
黄靖凯
曾锦彬
李浩欣
机构
华南农业大学工程学院
出处
《重庆理工大学学报（自然科学）》
CAS
北大核心
2024年第3期74-83,共10页
基金
广东省重点领域研发计划项目(2021B0101220003)
广东省(深圳)数智农服产业园建设项目(FNXM012022020-1-03)。
文摘
针对三阶滤波对高维汽车非线性模型估计精度有限的问题,以电动汽车为研究对象,提出了一种基于奇异值分解的五阶容积卡尔曼滤波(SVD-FCKF)车辆状态估计器。首先基于Dugoff轮胎模型,构建高维非线性7自由度车辆动力学模型。然后根据三阶球面-径向容积规则将CKF拓展到五阶,使其具有五阶泰勒级数展开精度,同时利用奇异值分解代替传统Cholesky分解,提高估计器的鲁棒性。最后利用Carsim和Matlab/Simulink联合仿真平台对SVD-FCKF进行验证,结果表明:改进的SVD-FCKF估计器能够有效提高电动汽车纵向速度、侧向速度、质心侧偏角和四轮转速的估计精度和稳定性,多工况适应能力强,整体估计效果优于CKF估计器。研究结果为电动汽车主动安全研究提供了理论支撑,具有实际应用价值。
关键词
车辆动力学模型
状态估计
奇异值分解
五阶容积卡尔曼滤波
Keywords
vehicle dynamics model
state estimation
singular value decomposition
fifth-order cubature Kalman filter
分类号
U461.1 [机械工程—车辆工程]
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职称材料
题名
五阶容积卡尔曼滤波算法及其应用
被引量：
6
2
作者
赵曦晶
刘光斌
汪立新
何志昆
赵晗
机构
第二炮兵工程大学
出处
《红外与激光工程》
EI
CSCD
北大核心
2015年第4期1377-1381,共5页
基金
国家863计划(2010AA7010213)
文摘
容积卡尔曼滤波(CKF)是一种新型的非线性滤波方法,可获得优于扩展卡尔曼滤波(EKF)和无迹卡尔曼滤波(UKF)的滤波精度和滤波效率。但是,传统的CKF基于三阶容积准则而提出,因此滤波精度受到限制,为进一步提高CKF滤波性能,文中将容积准则由三阶扩展到五阶,采用两种不同容积点集选择方案,提出一种新型的五阶CKF算法。该算法可有效改善传统CKF在精度方面的理论局限,并有效改善一般五阶CKF计算量大的问题。机动目标跟踪仿真结果表明了新方法的有效性和可行性。
关键词
容积
卡尔曼滤波
五阶容积卡尔曼滤波
滤波
精度
目标跟踪
Keywords
cubature Kalman filter
fifth order CKF
filter accuracy
target tracking
分类号
U666.1 [交通运输工程—船舶及航道工程]
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职称材料
题名
多终端五阶强跟踪容积卡尔曼滤波实时定轨
3
作者
李兆铭
杨文革
丁丹
廖育荣
机构
装备学院研究生院
装备学院光电装备系
出处
《光学精密工程》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2017年第8期2195-2203,共9页
基金
国家863高技术研究发展计划资助项目(No.2015AA7026085)
文摘
为了提高多手持终端对卫星脉冲机动轨道的实时确定精度,并降低定轨精度对滤波初值的敏感性,提出一种五阶强跟踪球面单形-径向容积卡尔曼滤波(5-STSSRCKF)方法。采用n维正则单形变换群和矩匹配法推导五阶球面单形-径向容积准则,并将该准则嵌入强跟踪滤波(STF)框架。利用STF的等价表示计算次优渐消因子,实现了在滤波稳定时在线实时调整增益矩阵,克服了残差增大时增益矩阵仍保持极小值的缺点,提高了对系统突变状态的跟踪能力。进行了仿真实验,结果表明,当滤波初值误差增大时,已有方法的定轨精度降低为1 798.199m,而提出的5-STSSRCKF的定轨精度可以维持在8.688m;当卫星进行脉冲机动时,已有方法不具备对机动轨道状态的跟踪能力,而5-STSSRCKF的定轨精度仍然维持在8.976m。实验显示,5-STSSRCKF对滤波初值不敏感,并且对卫星脉冲机动轨道的实时确定精度更高。
关键词
手持终端
实时定轨
五
阶
球面单形-径向准则
五
阶
强跟踪球面单形-径向
容积
卡尔曼滤波
Keywords
handheld terminal
real-time orbit determination
fifth-degree spherical simplex-radial cu-bature rule
strong tracking
分类号
V249.3 [航空宇航科学与技术—飞行器设计]
TH76 [机械工程—精密仪器及机械]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
奇异值分解五阶容积卡尔曼滤波汽车状态估计
吴伟斌
黄靖凯
曾锦彬
李浩欣
《重庆理工大学学报（自然科学）》
CAS
北大核心
2024
0
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
五阶容积卡尔曼滤波算法及其应用
赵曦晶
刘光斌
汪立新
何志昆
赵晗
《红外与激光工程》
EI
CSCD
北大核心
2015
6
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
多终端五阶强跟踪容积卡尔曼滤波实时定轨
李兆铭
杨文革
丁丹
廖育荣
《光学精密工程》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2017
0
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职称材料
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