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无源定位跟踪中修正协方差扩展卡尔曼滤波算法 被引量:34
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作者 郭福成 李宗华 孙仲康 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2004年第6期917-922,共6页
针对无源定位跟踪中EKF受初值、测量噪声影响大等缺点,该文提出了一种新的修正协方差扩展卡尔曼滤波方法(MVEKF),并将其与无源定位跟踪中常用的EKF,MGEKF,IEKF等滤波方法进行了仿真比较,表明该方法比EKF方法更具稳定性;而且无需寻找MGEK... 针对无源定位跟踪中EKF受初值、测量噪声影响大等缺点,该文提出了一种新的修正协方差扩展卡尔曼滤波方法(MVEKF),并将其与无源定位跟踪中常用的EKF,MGEKF,IEKF等滤波方法进行了仿真比较,表明该方法比EKF方法更具稳定性;而且无需寻找MGEKF方法中所需的观测量可修正函数,因而可以应用于其它领域的非线性滤波中. 展开更多
关键词 无源定位 卡尔曼滤波 协方差 非线性
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基于决策树和SVD的INS/GPS/UWB联邦卡尔曼滤波算法
2
作者 时潮 孙飞 +3 位作者 梅子杰 罗晨 关翔中 刘乔 《无线电工程》 2025年第3期566-571,共6页
针对面向地面无人平台(Unmanned Ground Vehicle,UGV)的无人机(Unmanned Aerial Vehicle,UAV)动态跟踪和自主导航的实现问题,通过采用决策树算法建立信息源分类判据,提出基于奇异值分解(Singular Value Decomposition,SVD)的联邦卡尔曼... 针对面向地面无人平台(Unmanned Ground Vehicle,UGV)的无人机(Unmanned Aerial Vehicle,UAV)动态跟踪和自主导航的实现问题,通过采用决策树算法建立信息源分类判据,提出基于奇异值分解(Singular Value Decomposition,SVD)的联邦卡尔曼滤波算法,构建了一种组合导航系统,利用全球定位系统(Global Position System,GPS)和超宽带(Ultra WideBand,UWB)技术实时提供UAV相对于无人车的位置信息,修正补偿惯性导航系统(Inertial Navigation System,INS)的误差,提高系统的可靠性和容错性。仿真实验表明,该联邦卡尔曼滤波导航系统能够满足UAV在GPS信号或UWB信号无效情况下定位导航的精度要求,可大大提高INS/GPS/UWB组合导航系统的定位精度及容错能力。 展开更多
关键词 决策树 修正补偿惯性导航系统/全球定位系统/超宽带技术 联邦卡尔曼滤波 奇异值分解
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基于修正协方差近似二阶扩展卡尔曼滤波算法的电池荷电状态估算
3
作者 王伯运 何耀 郑昕昕 《汽车工程师》 2023年第2期1-8,共8页
为解决扩展卡尔曼滤波(EKF)算法中由非线性变换忽略高阶泰勒项引起的荷电状态(SOC)估算误差和在迭代过程中协方差容易出现病态的问题,采用修正协方差近似二阶扩展卡尔曼滤波(MVASOEKF)算法,通过混合脉冲功率特性试验对等效模型内部参数... 为解决扩展卡尔曼滤波(EKF)算法中由非线性变换忽略高阶泰勒项引起的荷电状态(SOC)估算误差和在迭代过程中协方差容易出现病态的问题,采用修正协方差近似二阶扩展卡尔曼滤波(MVASOEKF)算法,通过混合脉冲功率特性试验对等效模型内部参数进行离线辨识并建立了二阶RC等效电池模型,在MATLAB/Simulink平台上进行SOC估算,结果表明,EKF算法估算平均绝对误差约为2.0%,MVASOEKF算法估算平均绝对误差约为0.5%,与EKF算法相比,MVASOEKF算法虽增加了一定的计算量,但是SOC估计精度明显改善,且收敛性更好。 展开更多
关键词 二阶RC 等效电池模型 参数辨识 荷电状态估算 修正协方差近似二阶扩展卡尔曼滤波
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基于协方差加权的卡尔曼滤波融合跟踪算法 被引量:1
4
作者 唐政 郝明 +1 位作者 潘积远 顾仁财 《现代导航》 2013年第2期148-152,共5页
针对卡尔曼滤波融合跟踪对系统模型准确度和先验信息精度要求较高的问题,提出一种基于协方差加权的卡尔曼滤波融合方法,利用最小二乘准则作为误差加权的标准,使误差小的传感器加权因子大。基于此,再利用卡尔曼滤波融合,充分保留有用信息... 针对卡尔曼滤波融合跟踪对系统模型准确度和先验信息精度要求较高的问题,提出一种基于协方差加权的卡尔曼滤波融合方法,利用最小二乘准则作为误差加权的标准,使误差小的传感器加权因子大。基于此,再利用卡尔曼滤波融合,充分保留有用信息,抑制噪声干扰。在目标跟踪应用中,即使噪声统计信息未知且噪声互相关,利用该方法仍能够获得最小均方误差准则下的最优目标状态跟踪估计。 展开更多
关键词 协方差加权 卡尔曼滤波 目标跟踪 信息融合
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最大相关熵卡尔曼滤波误差修正方法
5
作者 赵建印 毛廷鎏 +1 位作者 杨根庆 孙伟赫 《现代防御技术》 北大核心 2024年第5期156-161,共6页
针对各类设备性能参数测试过程中,由于测试设备自身误差和测试人员操作不当带来的测试数据误差问题,提出一种最大相关熵卡尔曼滤波(maximum correlation entropy Kalman filter,MCKF)误差修正方法。该方法通过引入最大相关熵,对测试数... 针对各类设备性能参数测试过程中,由于测试设备自身误差和测试人员操作不当带来的测试数据误差问题,提出一种最大相关熵卡尔曼滤波(maximum correlation entropy Kalman filter,MCKF)误差修正方法。该方法通过引入最大相关熵,对测试数据中的非高斯噪声干扰进行处理,提高误差修正精度。将其运用到某设备性能参数测试数据的误差修正中,仿真结果表明:该方法能够有效处理测试数据中的非高斯噪声干扰对误差修正精度带来的影响。 展开更多
关键词 卡尔曼滤波 最大相关熵 测试数据 非高斯噪声 误差修正
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卡尔曼滤波在地形辅助导航的应用中系统误差协方差矩阵Q的模拟
6
作者 张钧 柳健 +2 位作者 刘小茂 邹宁 黄宸 《红外与激光工程》 EI CSCD 2000年第1期9-12,共4页
采用卡尔曼滤波技术进行地形辅助导航是提高导航精度的方法之一。卡尔曼滤波理论上要求事先了解系统误差的统计特征,在实际课题的应用中这一要求往往不能满足。文中结合地形辅助导航的应用背景,给出了系统误差最重要的统计特征———协... 采用卡尔曼滤波技术进行地形辅助导航是提高导航精度的方法之一。卡尔曼滤波理论上要求事先了解系统误差的统计特征,在实际课题的应用中这一要求往往不能满足。文中结合地形辅助导航的应用背景,给出了系统误差最重要的统计特征———协方差矩阵Q的一种模拟方法。 展开更多
关键词 卡尔曼滤波 系统误差 协方差矩阵Q 地形辅助导航
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平方根无迹卡尔曼滤波仅测角导航的空间交会闭环协方差分析方法
7
作者 尤岳 王华 +1 位作者 Christophe Paccolat 李九人 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第4期33-39,共7页
针对基于仅测角导航的空间交会问题,开展了采用线性协方差进行闭环控制误差快速分析方法的研究。建立了基于平方根无迹卡尔曼滤波(Square Root Unscented Kalman Filter,SRUKF)的仅测角导航算法并推导了观测敏感矩阵,构建了基于多脉冲H... 针对基于仅测角导航的空间交会问题,开展了采用线性协方差进行闭环控制误差快速分析方法的研究。建立了基于平方根无迹卡尔曼滤波(Square Root Unscented Kalman Filter,SRUKF)的仅测角导航算法并推导了观测敏感矩阵,构建了基于多脉冲Hill制导的闭环控制线性协方差分析模型。算例验证结果表明:提出的闭环控制协方差分析结果与Monte Carlo打靶结果能够很好地吻合;该方法适用于采用传统扩展卡尔曼滤波(Extended Kalman Filter,EKF)的仅测角导航问题,但其迹向位置的估计存在一个与该方向控制误差方差相当的偏心,其误差椭圆的长轴和短轴分别比基于SRUKF的估计结果大24.68%和20.56%。此外,由于采用了QR分解和Cholesky因子更新两种高效的代数运算,基于SRUKF的协方差分析模型的计算速度要比基于EKF的协方差分析模型的大10%。 展开更多
关键词 平方根无迹卡尔曼滤波 仅测角导航 闭环协方差分析 空间交会
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一类基于噪声协方差自适应的强跟踪滤波方法
8
作者 王远亮 李云育 +2 位作者 王亚飞 葛泉波 李宏 《指挥与控制学报》 北大核心 2025年第1期49-60,共12页
强跟踪滤波是一种能有效应对状态突变和模型不精准系统的自适应估计方法。传统强跟踪滤波是利用渐消因子来调整预测估计误差协方差公式的状态转移矩阵相关部分,导致对滤波模型修正和模型参数估计的可解释性较弱,估计性能也有待于进一步... 强跟踪滤波是一种能有效应对状态突变和模型不精准系统的自适应估计方法。传统强跟踪滤波是利用渐消因子来调整预测估计误差协方差公式的状态转移矩阵相关部分,导致对滤波模型修正和模型参数估计的可解释性较弱,估计性能也有待于进一步改进。针对上述问题,在现有强跟踪渐消因子调整效果等价于调节过程噪声协方差的深度分析基础上,提出直接将渐消因子用来自适应动态调整预测估计误差协方差计算公式中过程噪声方差部分的强跟踪滤波思想,并给出了两种能有效保证协方差矩阵对称性的多重次优渐消因子计算方法。与传统的强跟踪滤波方法相比,新方法在现有滤波框架下直接实现了对系统模型参数的实时动态反馈修正,不仅避免因非对称而导致的滤波发散现象,同时具有非常清晰的原理和效果可解释性。实验结果表明,新方法具有跟踪估计性能上的明显改进。 展开更多
关键词 强跟踪滤波 预测误差协方差 系统模型修正 渐消因子 矩阵迹
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一种精确协方差估计的转换量测卡尔曼滤波方法 被引量:1
9
作者 侯书东 王志红 尹现军 《舰船电子对抗》 2014年第3期60-62,共3页
传统转换量测卡尔曼滤波(CMKF)方法对误差协方差矩阵进行估计时,采用了线性近似的方式。当量测方位误差较大时,无法准确估计出协方差矩阵。针对该问题,提出了一种基于精确协方差估计的CMKF方法,可有效抑制方位误差对协方差估计的影响。... 传统转换量测卡尔曼滤波(CMKF)方法对误差协方差矩阵进行估计时,采用了线性近似的方式。当量测方位误差较大时,无法准确估计出协方差矩阵。针对该问题,提出了一种基于精确协方差估计的CMKF方法,可有效抑制方位误差对协方差估计的影响。仿真结果表明该方法可有效抑制量测方位误差的影响,提升目标跟踪的定位精度。 展开更多
关键词 转换量测卡尔曼滤波 坐标变换 协方差估计
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基于变权新息协方差的自适应卡尔曼滤波器
10
作者 朱文超 何飞 《西华大学学报(自然科学版)》 CAS 2019年第4期83-87,共5页
针对传统卡尔曼滤波器鲁棒性差,无法实时精确跟踪系统突变状态的现实,设计了一款基于变权新息协方差的自适应卡尔曼滤波器。在传统卡尔曼滤波器的基础上,分析了突变状态无法跟踪的缘由;基于滤波发散判据,分析储备系数与均权新息协方差... 针对传统卡尔曼滤波器鲁棒性差,无法实时精确跟踪系统突变状态的现实,设计了一款基于变权新息协方差的自适应卡尔曼滤波器。在传统卡尔曼滤波器的基础上,分析了突变状态无法跟踪的缘由;基于滤波发散判据,分析储备系数与均权新息协方差之间的关系,对状态突变程度进行分层;基于Sage-Husa估计原理与加权最小二乘准则,对于不同程度的突变状态,采用实时调整各历元新息协方差权重的策略,优化渐消因子,激活滤波增益,增权量测新息。实例研究表明,自适应卡尔曼滤波器鲁棒性强,能够精确跟踪系统突变状态,其状态收敛速度优于抗差卡尔曼滤波器,稳态精度提升了42.05%。 展开更多
关键词 新息协方差 卡尔曼滤波 自适应算法 突变状态 精确跟踪
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基于摄像机标定与卡尔曼滤波的接触网几何参数检测值修正 被引量:9
11
作者 刘文强 刘志刚 +1 位作者 张桂南 韩志伟 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第9期28-33,共6页
提出一种基于单目摄像机标定原理的非接触式接触网几何参数修正检测方法。通过分析检测车振动对检测系统的影响,推导几何参数补偿公式,建立接触线几何模型的卡尔曼滤波方程,达到修正接触线几何参数检测值的目的。最后,以某检测车的实际... 提出一种基于单目摄像机标定原理的非接触式接触网几何参数修正检测方法。通过分析检测车振动对检测系统的影响,推导几何参数补偿公式,建立接触线几何模型的卡尔曼滤波方程,达到修正接触线几何参数检测值的目的。最后,以某检测车的实际运行数据验证了该方法有效性和准确性。 展开更多
关键词 摄像机标定 振动 补偿 卡尔曼滤波 修正
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修正增益卡尔曼滤波算法在被动测距问题中的应用 被引量:3
12
作者 浦甲伦 韦常柱 荣思远 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第4期886-889,共4页
在采用被动导引头的导弹突防过程中,准确并及时地得到自身距离拦截器的距离信息,是制定导弹突防策略的关键。针对采用红外成像装置作为测量手段的飞行体,研究了利用红外成像装置观测空中运动目标所获得的目标视线角信息,采用修正增益卡... 在采用被动导引头的导弹突防过程中,准确并及时地得到自身距离拦截器的距离信息,是制定导弹突防策略的关键。针对采用红外成像装置作为测量手段的飞行体,研究了利用红外成像装置观测空中运动目标所获得的目标视线角信息,采用修正增益卡尔曼滤波算法从目标视线角信息中提取出一定精度的飞行体至目标的距离信息的被动测距问题。文中给出了四种不同计算工况下的仿真结果曲线。仿真算例验证了被动测距方法的有效性,证明了载体进行机动有助于被动测距精度的提高。 展开更多
关键词 修正增益卡尔曼滤波 被动测距
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基于改进无迹卡尔曼滤波的弹道射程修正算法研究 被引量:2
13
作者 雷晓云 张志安 杜忠华 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第9期1701-1710,共10页
以全球定位系统(GPS)作为弹载测量系统的弹道射程修正弹,存在GPS动态数据易受测量噪声与系统噪声污染或在高过载环境中发生定位丢失、数据异常等问题。为了降低弹道数据测量误差,并减小对射程修正时刻预测的误差,提出了基于牛顿插值法... 以全球定位系统(GPS)作为弹载测量系统的弹道射程修正弹,存在GPS动态数据易受测量噪声与系统噪声污染或在高过载环境中发生定位丢失、数据异常等问题。为了降低弹道数据测量误差,并减小对射程修正时刻预测的误差,提出了基于牛顿插值法的改进无迹卡尔曼滤波(UKF)算法,以重新估计具有粗大误差的测量数据,从而降低异常测量值和定位失锁情况对滤波效果的影响,提高UKF算法对测量数据误差的敏感程度。仿真与试验结果表明:改进的UKF算法作为预处理过程融合至射程修正算法中,当系统离散化步长与GPS数据更新周期相等时,可最大化地预处理算法效果;改进后的修正算法可有效地降低GPS数据造成的修正误差;预处理算法中数据样本容量的选择与修正时刻以及GPS更新周期相关,不受算法效果约束。 展开更多
关键词 弹道射程修正 预处理 无迹卡尔曼滤波 射程修正 全球定位系统
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基于ARIMA模型的未知观测噪声协方差矩阵的卡尔曼滤波技术
14
作者 邢思远 张逊 徐国亮 《舰船电子对抗》 2020年第2期65-69,74,共6页
针对雷达测量数据中存在的非平稳误差的问题,同时在观测噪声协方差矩阵未知的情况下,提出了应用自回归和滑动平均(ARIMA)模型对非平稳数据进行数据建模,在此基础上推导出观测噪声协方差矩阵的递推公式,并以ARIMA模型中新序列作为状态向... 针对雷达测量数据中存在的非平稳误差的问题,同时在观测噪声协方差矩阵未知的情况下,提出了应用自回归和滑动平均(ARIMA)模型对非平稳数据进行数据建模,在此基础上推导出观测噪声协方差矩阵的递推公式,并以ARIMA模型中新序列作为状态向量进行卡尔曼滤波与预测。通过仿真实验验证,本文提出的方法可以合理有效地抑制误差,提高预测精度。 展开更多
关键词 自回归滑动平均模型 观测噪声协方差矩阵 卡尔曼滤波
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大攻角下基于卡尔曼滤波的大气参数修正算法 被引量:5
15
作者 雷廷万 马航帅 +1 位作者 李荣冰 刘建业 《指挥控制与仿真》 2012年第1期57-60,共4页
针对新一代航空飞行器在大攻角飞行时大气数据系统测量精度严重下降问题,提出了基于卡尔曼滤波的大气参数修正算法。该算法利用大气数据测量信息和惯性导航信息,基于飞行器力学方程构建卡尔曼滤波器,通过卡尔曼滤波的方法实现对大气参... 针对新一代航空飞行器在大攻角飞行时大气数据系统测量精度严重下降问题,提出了基于卡尔曼滤波的大气参数修正算法。该算法利用大气数据测量信息和惯性导航信息,基于飞行器力学方程构建卡尔曼滤波器,通过卡尔曼滤波的方法实现对大气参数的修正。仿真结果表明,经卡尔曼滤波修正后的大气参数能够有效消除大攻角下原始大气参数的剧烈波动性误差,并与真实大气参数吻合较好,有效地提高了大气数据系统在大攻角飞行状态下的测量精度和可靠性。 展开更多
关键词 大气数据系统 惯性导航系统 卡尔曼滤波 修正算法 大攻角 X-Plane
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潜艇适航性监测的卡尔曼滤波器异常数据修正方法 被引量:1
16
作者 熊先巍 韦灼彬 《海军工程大学学报》 CAS 北大核心 2011年第4期90-94,99,共6页
结合潜艇适航性变量监测问题,研究了卡尔曼滤波器的原理和异常行为检测,分析了异常数据对卡尔曼滤波器影响,并通过新息分析和过程信号引入不确定性,给出了一种对异常数据进行剔除并对滤波器进行修正的方法。对潜艇适航性中的横摇进行了... 结合潜艇适航性变量监测问题,研究了卡尔曼滤波器的原理和异常行为检测,分析了异常数据对卡尔曼滤波器影响,并通过新息分析和过程信号引入不确定性,给出了一种对异常数据进行剔除并对滤波器进行修正的方法。对潜艇适航性中的横摇进行了数值仿真,给出了经典卡尔曼滤波与改进卡尔曼滤波的对比仿真结果。仿真结果表明:采用改进算法处理,可以有效剔除偏差较大的异常数据;在滤波器已受到异常数据干扰的情况下,改进后的滤波器能够在较短的时间内修正异常数据并重新收敛。 展开更多
关键词 潜艇适航性 卡尔曼滤波 异常数据剔除 异常数据修正
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基于参数解耦的变分贝叶斯自适应卡尔曼滤波 被引量:1
17
作者 许红 刘欣蕊 +1 位作者 邢逸舟 全英汇 《雷达科学与技术》 北大核心 2024年第3期291-299,共9页
针对噪声协方差矩阵失配情况下的状态估计问题,本文基于变分贝叶斯框架,提出了一种适用于过程噪声协方差矩阵和测量噪声协方差矩阵均未知条件下的参数解耦的变分贝叶斯自适应卡尔曼滤波算法。所提算法选取预测误差协方差矩阵作为变分优... 针对噪声协方差矩阵失配情况下的状态估计问题,本文基于变分贝叶斯框架,提出了一种适用于过程噪声协方差矩阵和测量噪声协方差矩阵均未知条件下的参数解耦的变分贝叶斯自适应卡尔曼滤波算法。所提算法选取预测误差协方差矩阵作为变分优化变量,并引入了其马尔可夫演化模型,构造了参数解耦的变分推断模型。同时,采用固定点迭代优化实现状态、预测误差协方差矩阵和测量噪声协方差矩阵的联合后验概率分布求解,并设计了算法的收敛性判断准则。仿真结果验证了算法的有效性。 展开更多
关键词 自适应状态估计 卡尔曼滤波 变分贝叶斯 噪声协方差矩阵 参数解耦
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随机丢包的无迹卡尔曼滤波估计以及性能分析 被引量:1
18
作者 白睿 任祝 《电子科技》 2024年第2期23-29,共7页
在工程应用中,无线网络控制系统多为非线性系统。由于长距离传输和通信网络不可靠等原因,系统传感器的测量值可能在传输过程中丢失,影响精度估计以及系统性能。文中研究一类受相关噪声和传感器测量值丢失影响的非线性离散随机系统的无... 在工程应用中,无线网络控制系统多为非线性系统。由于长距离传输和通信网络不可靠等原因,系统传感器的测量值可能在传输过程中丢失,影响精度估计以及系统性能。文中研究一类受相关噪声和传感器测量值丢失影响的非线性离散随机系统的无迹卡尔曼滤波问题。通过引入一个服从伯努利分布且条件概率已知的随机变量来描述随机发生的传感器测量值丢失现象。文中提出了一种对数据进行补偿的算法,并使用标准数值软件对所得结果进行验证。结果表明,经过算法补偿后的滤波能够较好地估计系统,可以减少传感器测量值丢失对滤波器性能的影响,增加估计的准确性。 展开更多
关键词 无线网络控制系统 非线性离散系统 状态估计 无迹卡尔曼滤波 丢包 系统协方差 估计误差 系统噪声
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基于修正卡尔曼滤波的目标多源跟踪
19
作者 程晗 陈维义 +1 位作者 谢芝亮 汪洋 《海军工程大学学报》 CAS 北大核心 2017年第2期102-107,共6页
针对多源跟踪测量信号处理原则进行了分析和研究,并在此基础上对多源信号筛选和滤波估计值的修正原则进行了研究,确保了所得修正测量值的可靠性和滤波估计值判定门限的可信度。对修正卡尔曼滤波跟踪算法进行了研究,分析了其优势和不足,... 针对多源跟踪测量信号处理原则进行了分析和研究,并在此基础上对多源信号筛选和滤波估计值的修正原则进行了研究,确保了所得修正测量值的可靠性和滤波估计值判定门限的可信度。对修正卡尔曼滤波跟踪算法进行了研究,分析了其优势和不足,并提出了采用多源跟踪和修正估计协方差的方法来弥补修正卡尔曼滤波跟踪的不足。仿真对比实验验证了所提出跟踪模型的有效性。 展开更多
关键词 自动控制系统 修正卡尔曼滤波 多源跟踪 测量信号筛选 滤波修正门限
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一种反馈修正推广卡尔曼滤波算法及其应用
20
作者 高磊 《航天控制》 CSCD 北大核心 2004年第5期4-7,共4页
针对在被动方式下进行目标定位时滤波收敛速度慢和估计精度不高的问题 ,本文介绍了一种反馈修正推广卡尔曼滤波算法。通过引入可观性弱的距离及距离变化率的估计值作为反馈变量 ,作为虚拟观测变量对系统状态进行二次估计 ,可以大大提高... 针对在被动方式下进行目标定位时滤波收敛速度慢和估计精度不高的问题 ,本文介绍了一种反馈修正推广卡尔曼滤波算法。通过引入可观性弱的距离及距离变化率的估计值作为反馈变量 ,作为虚拟观测变量对系统状态进行二次估计 ,可以大大提高算法的收敛速度 ,本文对该算法进行了详细的推导并将其应用于目标被动定位估计器设计中。仿真结果表明 ,该算法在收敛速度 。 展开更多
关键词 可观性 反馈修正推广卡尔曼滤波 被动目标定位
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