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基于无迹卡尔曼滤波的动力电池状态估计 被引量:5
1
作者 李锦满 李儒欢 +5 位作者 李浩南 李存鑫 邱子桐 郭凯 吴锴 周峻 《电池》 CAS 北大核心 2024年第3期340-343,共4页
准确预测动力电池的荷电状态(SOC)与健康状态(SOH)对电动汽车电池系统的安全运行至关重要。卡尔曼滤波(KF)算法被广泛用于动力电池的状态估计,但非线性误差较大。提出利用无迹卡尔曼滤波(UKF)算法实现对动力电池状态的准确估计。首先,... 准确预测动力电池的荷电状态(SOC)与健康状态(SOH)对电动汽车电池系统的安全运行至关重要。卡尔曼滤波(KF)算法被广泛用于动力电池的状态估计,但非线性误差较大。提出利用无迹卡尔曼滤波(UKF)算法实现对动力电池状态的准确估计。首先,通过分析动力电池实验数据,建立一阶等效电路模型,模型拟合优度达到0.992。随后,加入容量衰退机制模拟锂离子电池老化过程,并对电池进行恒流充电以及随机放电循环,模拟动力电池实际工况。不同初始值下,SOC、SOH估计的均方根误差均小于0.01,且随着循环次数的增加,误差逐渐减小。 展开更多
关键词 锂离子电池 状态估计 等效电路模型 荷电状态(SOC) 健康状态(SOH) 无迹卡尔曼滤波(ukf)
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UKF在INS/GPS直接法卡尔曼滤波中的应用 被引量:24
2
作者 杨波 秦永元 柴艳 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2007年第4期842-846,共5页
提出将Unscented卡尔曼滤波(UKF)用于INS/GPS组合导航系统的直接法卡尔曼滤波,避免了对非线性的系统状态方程进行线性化.以INS输出的导航参数及平台误差角等作为系统状态,惯导力学编排方程和姿态误差方程作为系统状态方程,GPS输出的导... 提出将Unscented卡尔曼滤波(UKF)用于INS/GPS组合导航系统的直接法卡尔曼滤波,避免了对非线性的系统状态方程进行线性化.以INS输出的导航参数及平台误差角等作为系统状态,惯导力学编排方程和姿态误差方程作为系统状态方程,GPS输出的导航参数作为量测,采用UKF方法对系统导航参数直接进行估计.仿真结果表明,UKF方法有效地解决了直接法卡尔曼滤波中系统状态方程的非线性问题,并使INS/GPS组合导航系统具有较高的导航定位精度. 展开更多
关键词 Unscented卡尔曼滤波(ukf) 组合导航 惯性导航系统(INS) 全球定位系统(GPS)
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基于无损卡尔曼滤波的HJM模型及实证研究 被引量:7
3
作者 杨宝臣 苏云鹏 《管理科学学报》 CSSCI 北大核心 2010年第4期67-75,共9页
在多因子HJM框架下,将一类具有特定波动率结构设定的非马尔可夫远期利率模型转化为马尔可夫模型,并将其表示成状态空间模型形式.进一步,引入基于无损卡尔曼滤波的极大似然估计法对HJM模型进行估计,解决了模型非线性和潜在状态变量的问题... 在多因子HJM框架下,将一类具有特定波动率结构设定的非马尔可夫远期利率模型转化为马尔可夫模型,并将其表示成状态空间模型形式.进一步,引入基于无损卡尔曼滤波的极大似然估计法对HJM模型进行估计,解决了模型非线性和潜在状态变量的问题.实证研究中,基于上海银行间同业拆放利率(SHIBOR)期限结构的实际动态特性,对HJM模型的波动率结构进行相应的设定,并引入随机市场风险价格,构建了SHIBOR期限结构的三因子HJM模型.结果表明,三因子HJM模型可以很好的刻画SHIBOR期限结构的动态特性和波动率结构,水平因子和斜率因子是驱动SHIBOR利率系统的主要因素. 展开更多
关键词 HJM模型 无损卡尔曼滤波 极大似然估计 上海银行间同业拆放利率
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正常人群弓状束双张量无损卡尔曼滤波与单张量线性纤维束示踪技术成像效果比较
4
作者 阎静 杜伟 +3 位作者 程敬亮 耿杰峰 郭翠萍 刘福荣 《郑州大学学报(医学版)》 CAS 北大核心 2019年第6期879-883,共5页
目的:比较双张量无损卡尔曼滤波纤维束示踪技术(UKFT)与传统单张量线性纤维束示踪技术(ST)重建正常人群弓状束(AF)的成像效果。方法:选取20例正常受试者行DTI成像,分别应用单张量ST和双张量UKFT技术重建左侧AF,包括直接通路“颞-额”段... 目的:比较双张量无损卡尔曼滤波纤维束示踪技术(UKFT)与传统单张量线性纤维束示踪技术(ST)重建正常人群弓状束(AF)的成像效果。方法:选取20例正常受试者行DTI成像,分别应用单张量ST和双张量UKFT技术重建左侧AF,包括直接通路“颞-额”段(深支),间接通路“额-顶”段(前支)和“颞-顶”段(后支),采用解剖形态比对和纤维束定量的方法研究两种技术AF显像的差异。结果:应用单张量ST技术重建左侧AF时,12例深支、2例前支和1例后支显像不完整或失败;而应用双张量UKFT技术重建时,三个分支在所有受试者中均成功完整显像,且终端分支纤维显示更完整,分布面积更广,纤维体积更大,条数更多(P<0.001)。结论:与传统单张量ST相比,双张量UKFT技术在正常人群中可以重建出更加完整的AF。 展开更多
关键词 弓状束 扩散张量成像 双张量无损卡尔曼滤波 纤维束示踪成像
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基于自适应无迹卡尔曼滤波的结构损伤在线识别算法
5
作者 黄可 孙展 +1 位作者 黄杜康 王磊 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2024年第23期203-210,259,共9页
在运用无迹卡尔曼滤波(unscented Kalman filtering,UKF)对结构进行损伤识别和健康监测的过程中,噪声往往未知时变,而传统UKF方法在噪声参数选择不当时易出现性能退化及发散的问题。为此,提出一种基于自适应无迹卡尔曼滤波(adaptive uns... 在运用无迹卡尔曼滤波(unscented Kalman filtering,UKF)对结构进行损伤识别和健康监测的过程中,噪声往往未知时变,而传统UKF方法在噪声参数选择不当时易出现性能退化及发散的问题。为此,提出一种基于自适应无迹卡尔曼滤波(adaptive unscented Kalman filtering,AUKF)的结构损伤在线识别算法。该算法利用协方差匹配法和遗忘因子法,通过残差和新息序列实时识别并更新测量噪声和过程噪声,在保证噪声矩阵正定性的同时,提高了UKF对结构未知参数和损伤的识别精度。采用桥梁模型和非线性模型的数值算例验证本文方法的有效性。结果表明,该方法可以有效识别大型土木工程结构和非线性结构的损伤位置和程度,且对时变的噪声具有自适应能力和鲁棒性。 展开更多
关键词 无迹卡尔曼滤波(ukf) 损伤识别 噪声识别 结构健康监测
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无损卡尔曼滤波在估算动力电池SOC中的应用
6
作者 李练兵 韩靖楠 唐会莉 《电源技术》 CAS CSCD 北大核心 2017年第9期1350-1352,1355,共4页
电动车电池管理系统(BMS)能精确估算电池荷电状态(SOC),是电池安全和优化控制充放电能量的必要保证。针对整车环境下动力电池的非线性、强耦合特性,在多维动态补偿安时积分与电池模型融合的基础上,提出一种无损卡尔曼滤波(UKF)方法估算... 电动车电池管理系统(BMS)能精确估算电池荷电状态(SOC),是电池安全和优化控制充放电能量的必要保证。针对整车环境下动力电池的非线性、强耦合特性,在多维动态补偿安时积分与电池模型融合的基础上,提出一种无损卡尔曼滤波(UKF)方法估算电池的SOC。应用Simulink仿真工具及Stateflow有限状态机工具建立一个简单可靠易移植的电池管理系统应用层控制策略模型。仿真结果验证了模型的可靠性,同时表明无损卡尔曼滤波能获得准确的SOC估算值。 展开更多
关键词 电池管理系统 荷电状态 电池模型 无损卡尔曼滤波
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基于无损卡尔曼滤波的锂离子电池组SOC估计 被引量:4
7
作者 沈艳霞 周园 《电源技术》 CAS CSCD 北大核心 2014年第5期828-831,共4页
锂离子电池组容量和内部参数随温度变化明显,在不同温度下准确估计电池电荷状态(state of charge,SOC)是电动汽车电池管理系统研究的关键技术。基于Thevenin模型,采用无损卡尔曼滤波(unscented Kalman filtering,UKF)实现不同温度和不... 锂离子电池组容量和内部参数随温度变化明显,在不同温度下准确估计电池电荷状态(state of charge,SOC)是电动汽车电池管理系统研究的关键技术。基于Thevenin模型,采用无损卡尔曼滤波(unscented Kalman filtering,UKF)实现不同温度和不同放电电流条件下对锂离子电池组SOC的估计。实验研究表明,UKF算法适应不同放电电流下的电池SOC估计。随着温度降低,虽然UKF方法对锂离子电池组SOC估计的收敛速度变慢,但对初始误差有较强的修正作用,且有较高的稳态精度。因此,UKF方法适合不同温度和放电电流下对锂离子电池组SOC的估计。 展开更多
关键词 锂离子电池组 温度 电荷状态 无损卡尔曼滤波
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基于自适应无迹卡尔曼滤波的锂电池SOC估计 被引量:20
8
作者 刘胜永 于跃 +2 位作者 罗文广 李昊 黄俊华 《控制工程》 CSCD 北大核心 2017年第8期1611-1616,共6页
锂电池荷电状态(SOC)的准确估算是制约电动汽车发展的关键技术之一。针对传统Kalman滤波算法因固定的噪声滤波初值不能够跟随工况变化致使SOC估算不准确的问题,基于PNGV模型建立状态空间方程组,将Sage-Husa自适应滤波算法融合到无迹卡... 锂电池荷电状态(SOC)的准确估算是制约电动汽车发展的关键技术之一。针对传统Kalman滤波算法因固定的噪声滤波初值不能够跟随工况变化致使SOC估算不准确的问题,基于PNGV模型建立状态空间方程组,将Sage-Husa自适应滤波算法融合到无迹卡尔曼滤波(UKF)算法之中,对噪声进行实时预测和修正,进而提高SOC的估算精度。仿真实验结果表明,AUKF比UKF的估算值更接近于理论参考值,AUKF解决了UKF因固定噪声带来的误差问题,可提高电动汽车启动、巡航、制动等复杂工况下的电池组电流剧烈变化中SOC的估算精度。 展开更多
关键词 自适应无迹卡尔曼滤波(Aukf) 荷电状态(SOC) Sage-Husa自适应滤波算法 无迹卡尔曼滤波(ukf) PNGV模型
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一种扩维无迹卡尔曼滤波 被引量:9
9
作者 黄铫 张天骐 +1 位作者 李越雷 刘燕丽 《电子测量与仪器学报》 CSCD 2009年第S1期56-60,共5页
本文讨论了一种基于扩维的无迹卡尔曼滤波(A-UKF)。通过无迹变换(UT),引出了无迹卡尔曼滤波(UKF)的算法描述,进一步深入研究了扩维无迹卡尔曼滤波,它把非线性系统中的过程噪声和测量噪声引入到采样点中,当采样点通过非线性系统传播时,... 本文讨论了一种基于扩维的无迹卡尔曼滤波(A-UKF)。通过无迹变换(UT),引出了无迹卡尔曼滤波(UKF)的算法描述,进一步深入研究了扩维无迹卡尔曼滤波,它把非线性系统中的过程噪声和测量噪声引入到采样点中,当采样点通过非线性系统传播时,有效的削弱了噪声的影响,并在算法上进行了比较,说明了A-UKF比UKF的精确性要高。最后通过仿真进行了验证。 展开更多
关键词 无迹卡尔曼滤波(ukf) 无迹变换(UT) 扩维(Augmented)
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基于无迹卡尔曼滤波的单站混合定位跟踪算法 被引量:6
10
作者 刘翔 宋常建 +1 位作者 胡磊 钟子发 《探测与控制学报》 CSCD 北大核心 2012年第3期71-75,共5页
针对移动台的单站跟踪问题,以"到达时间和与到达时间差(TSOA/TDOA)"新型混合定位技术作为基础,提出一种基于"到达时间和与到达时间差"混合被动单站定位模型的无迹卡尔曼滤波跟踪算法。该算法以观测到的有噪信息为基... 针对移动台的单站跟踪问题,以"到达时间和与到达时间差(TSOA/TDOA)"新型混合定位技术作为基础,提出一种基于"到达时间和与到达时间差"混合被动单站定位模型的无迹卡尔曼滤波跟踪算法。该算法以观测到的有噪信息为基础,引入"到达时间和与到达时间差"观测模式,使用受随机加速影响的匀速运动状态作为跟踪算法的状态模型,将无迹卡尔曼滤波(UKF)算法应用在移动台的定位跟踪上,实现了对移动台的位移和速度的同步跟踪。仿真结果表明:无迹卡尔曼滤波算法应用移动台跟踪系统是有效的;与扩展卡尔曼滤波相比,其跟踪算法的滤波精度、稳定性更优。 展开更多
关键词 移动台跟踪 无迹卡尔曼滤波(ukf) 到达时间之和(TSOA) 混合定位
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无味卡尔曼滤波在热平衡试验中的应用研究 被引量:4
11
作者 付仕明 郄殿福 刘锋 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第5期546-551,共6页
在航天器热平衡试验中应用温度外推预报技术可以快速准确的给出航天器的极限热平衡温度,缩短热平衡试验时间,降低航天器的研制成本。介绍了一种新颖的热平衡试验数据外推方法———无味卡尔曼滤波(UKF),分析了UKF的应用效果,结果表明应... 在航天器热平衡试验中应用温度外推预报技术可以快速准确的给出航天器的极限热平衡温度,缩短热平衡试验时间,降低航天器的研制成本。介绍了一种新颖的热平衡试验数据外推方法———无味卡尔曼滤波(UKF),分析了UKF的应用效果,结果表明应用UKF外推能够在较短的时间内更准确的获得航天器的极限热平衡温度。 展开更多
关键词 航天器 热平衡试验 温度外推 无味卡尔曼滤波(ukf)
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混合卡尔曼滤波在外辐射源雷达目标跟踪中的应用 被引量:9
12
作者 武勇 王俊 《雷达学报(中英文)》 CSCD 2014年第6期652-659,共8页
为了提高无迹卡尔曼滤波(UKF)中误差协方差矩阵的估计精度,该文结合外辐射源雷达目标跟踪模型,提出了一种混合卡尔曼滤波(MKF)算法,首先通过UKF对目标状态进行一次后验估计,然后重新建立一个观测方程,把UKF滤波输出的状态估计值转化为... 为了提高无迹卡尔曼滤波(UKF)中误差协方差矩阵的估计精度,该文结合外辐射源雷达目标跟踪模型,提出了一种混合卡尔曼滤波(MKF)算法,首先通过UKF对目标状态进行一次后验估计,然后重新建立一个观测方程,把UKF滤波输出的状态估计值转化为新建观测方程的量测值,并通过线性卡尔曼滤波对状态进行二次最优估计。实验结果表明,与扩展卡尔曼滤波(EKF),UKF相比,MKF明显提高了外辐射源雷达目标跟踪的精度。 展开更多
关键词 无迹卡尔曼滤波(ukf) 外辐射源雷达 状态估计 混合卡尔曼滤波(MKF)
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防发散无迹卡尔曼滤波自适应网格交互式多模型算法 被引量:4
13
作者 张园 董受全 +2 位作者 钟志通 刘淑波 初俊博 《火力与指挥控制》 CSCD 北大核心 2015年第2期40-44,共5页
针对非线性观测条件下的机动目标跟踪问题,基于机动目标的协同转弯模型,采用防发散无迹卡尔曼滤波方法和自适应网格的模型集自适应策略,研究了一种变结构交互式多模型算法。对二维机动目标跟踪的仿真结果表明,该算法与相应的固定结构交... 针对非线性观测条件下的机动目标跟踪问题,基于机动目标的协同转弯模型,采用防发散无迹卡尔曼滤波方法和自适应网格的模型集自适应策略,研究了一种变结构交互式多模型算法。对二维机动目标跟踪的仿真结果表明,该算法与相应的固定结构交互式多模型算法相比,可以解决固定结构多模型算法存在的问题,有效提高多模型算法的精度和费效比,缩短计算时间,且适合工程应用。 展开更多
关键词 无迹卡尔曼滤波(ukf) 自适应网格(AG) 交互式多模型(IMM) 机动目标跟踪 变结构多模型(VSMM)
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基于Unscented卡尔曼滤波的目标位置和信道参数同时估计算法 被引量:2
14
作者 宋保业 田国会 周风余 《中国石油大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第2期178-181,187,共5页
针对传统非线性最小二乘估计算法和多步迭代估计算法估计节点位置和信道参数时存在的缺点,提出一种新的基于卡尔曼滤波的目标位置和信道参数同时估计算法。新算法将接收信号强度指示(RSSI)定位问题转化为非线性方程组的参数向量估计问题... 针对传统非线性最小二乘估计算法和多步迭代估计算法估计节点位置和信道参数时存在的缺点,提出一种新的基于卡尔曼滤波的目标位置和信道参数同时估计算法。新算法将接收信号强度指示(RSSI)定位问题转化为非线性方程组的参数向量估计问题,使用UKF对目标位置和无线信道参数同时进行估计。试验结果表明,与非线性最小二乘方法相比,新算法定位误差更小,对信道参数的估计也更准确。 展开更多
关键词 接收信号强度指示(RSSI) 定位 Unscented卡尔曼滤波(ukf)
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基于部分扩维的无迹卡尔曼滤波算法研究 被引量:1
15
作者 张晶 《科学技术与工程》 北大核心 2014年第24期302-307,共6页
UKF扩维算法往往因为比较复杂而导致计算量较大,为此EW等学者提出了当过程噪声和量测噪声都是白噪声时UKF的简化算法。证明了这种简化算法在线性条件下不能达到最优估计;即线性条件下与Kalman滤波不等效;同时证明了UKF部分扩维的算法即... UKF扩维算法往往因为比较复杂而导致计算量较大,为此EW等学者提出了当过程噪声和量测噪声都是白噪声时UKF的简化算法。证明了这种简化算法在线性条件下不能达到最优估计;即线性条件下与Kalman滤波不等效;同时证明了UKF部分扩维的算法即只将过程噪声进行扩维后仍能达到最优估计;且又在一定程度上减少了计算量。最后在GPS/INS组合导航中进行了仿真验证,仿真结果进一步证明了理论分析的正确性。 展开更多
关键词 组合导航 ukf 扩维ukf 卡尔曼滤波
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基于Unscented卡尔曼滤波的室内定位 被引量:3
16
作者 方庆 李平 《计算机工程与应用》 CSCD 2014年第14期74-77,201,共5页
基于RSSI值的测距技术中,通过对天线全向性问题的分析,提出基于Unscented卡尔曼滤波(UKF)的定位算法。利用基于RSSI值的测距模型进行距离测量,并使用Unscented卡尔曼滤波算法估计节点坐标。由于RSSI值的测量和测距模型参数受到环境的影... 基于RSSI值的测距技术中,通过对天线全向性问题的分析,提出基于Unscented卡尔曼滤波(UKF)的定位算法。利用基于RSSI值的测距模型进行距离测量,并使用Unscented卡尔曼滤波算法估计节点坐标。由于RSSI值的测量和测距模型参数受到环境的影响,采用高斯滤波对RSSI值进行优化,对环境参数使用线性回归算法进行优化并采用自适应机制更新。通过与最大似然估计法(ML)的比较实验表明,该算法能有效地减小定位误差,提高定位精度。 展开更多
关键词 定位 接收信号强度指示器(RSSI) 天线全向性 无损卡尔曼滤波(ukf)
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无迹卡尔曼滤波法估计锂离子电池的SOC 被引量:11
17
作者 高博洋 刘广忱 +1 位作者 张建伟 王生铁 《电池》 CAS 北大核心 2021年第3期270-274,共5页
通过电池脉冲放电实验,得到脉冲放电曲线,对曲线回弹段进行二阶指数拟合,结合电压零输入响应,离线辨识锂离子电池二阶RC等效电路模型的参数。为避免非线性函数线性化处理出现的误差,提高算法精度,采用无迹卡尔曼滤波(UKF)估计荷电状态(S... 通过电池脉冲放电实验,得到脉冲放电曲线,对曲线回弹段进行二阶指数拟合,结合电压零输入响应,离线辨识锂离子电池二阶RC等效电路模型的参数。为避免非线性函数线性化处理出现的误差,提高算法精度,采用无迹卡尔曼滤波(UKF)估计荷电状态(SOC)。与扩展卡尔曼滤波(EKF)和安时积分法估计相比,UKF的估计误差在1%以内,精度更高。 展开更多
关键词 锂离子电池 荷电状态(SOC) 无迹卡尔曼滤波(ukf) 二阶RC等效电路
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2种卡尔曼滤波算法的应用分析 被引量:4
18
作者 鲁建辉 刘代军 杨林冲 《现代防御技术》 北大核心 2012年第6期125-128,139,共5页
将传统的扩展卡尔曼滤波(EKF)和基于无味变换(UT)和标准卡尔曼滤波体系相结合的无味卡尔曼滤波(UKF)算法应用于反辐射导弹抗雷达关机的技术中,并对其进行仿真分析。结果表明,UKF算法具有跟快的收敛性和具有更高的精度,并能有效克服非线... 将传统的扩展卡尔曼滤波(EKF)和基于无味变换(UT)和标准卡尔曼滤波体系相结合的无味卡尔曼滤波(UKF)算法应用于反辐射导弹抗雷达关机的技术中,并对其进行仿真分析。结果表明,UKF算法具有跟快的收敛性和具有更高的精度,并能有效克服非线性严重时出现的滤波发散的问题,较好地达到了反辐射导弹抗雷达关机的目的。 展开更多
关键词 反辐射导弹 抗关机 扩展卡尔曼滤波(EKF) 无味卡尔曼滤波(ukf)
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无迹卡尔曼滤波和无迹粒子滤波在惯导初始对准中的应用对比 被引量:5
19
作者 蒋治宇 郭承军 《科学技术与工程》 北大核心 2018年第7期267-270,共4页
捷联惯性导航系统是新型航位推算系统,在惯导系统执行工作任务之前需要进行初始对准,以保证系统的正常运行。对捷联式惯导系统,初始对准就是确定初始时刻的姿态阵,利用惯性元件的输出信息,选用合适的滤波方法,将计算的导航坐标系与真实... 捷联惯性导航系统是新型航位推算系统,在惯导系统执行工作任务之前需要进行初始对准,以保证系统的正常运行。对捷联式惯导系统,初始对准就是确定初始时刻的姿态阵,利用惯性元件的输出信息,选用合适的滤波方法,将计算的导航坐标系与真实导航坐标系的失准角估计出来,来修正姿态矩阵,使计算坐标系与真实坐标系尽可能重合。在实际的导航系统中,状态方程和量测方程通常都是非线性的,对于非线性特性,传统的解决方法是利用EKF滤波算法,但它只适用于弱非线性模型的估计,系统的非线性越强,引起的估计误差就越大,甚至会引起滤波发散。为此提出两种滤波算法无迹卡尔曼滤波UKF与无迹粒子滤波UPF,并将两者进行了仿真对比,结果表明(UPF)算法比(UKF)算法收敛速度更快,估计精度更高。 展开更多
关键词 捷联惯导(SINS) 初始对准 滤波 无迹卡尔曼滤波(ukf) 无迹粒子滤波(UPF)
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基于UKF滤波加权C-T融合算法的无人驾驶单轨吊双标签UWB定位
20
作者 吕玉寒 张牧野 +3 位作者 鲍久圣 杨阳 杨健健 王茂森 《煤炭科学技术》 CSCD 北大核心 2024年第S2期221-235,共15页
单轨吊机车是煤矿井下重要的辅助运输设备之一,目前正在朝着智能化和无人化的方向发展。为了提高无人驾驶单轨吊定位精度,开展了基于无迹卡尔曼滤波(UKF)加权C-T融合算法的双标签超宽带(UWB)定位方法研究。首先,根据单轨吊车身的结构特... 单轨吊机车是煤矿井下重要的辅助运输设备之一,目前正在朝着智能化和无人化的方向发展。为了提高无人驾驶单轨吊定位精度,开展了基于无迹卡尔曼滤波(UKF)加权C-T融合算法的双标签超宽带(UWB)定位方法研究。首先,根据单轨吊车身的结构特征,设计了包含双标签定位信息采集层、定位数据传递层和定位坐标解析层的双标签UWB定位系统;其次,将UWB中Chan算法的定位结果作为Taylor算法的初始值,保障了Taylor算法的收敛性和计算效率;再次,通过预设的单轨吊车身长度与双标签定位数据得到定位补偿error,将error代入Taylor算法以进一步提高定位精度,仿真结果表明优化后算法的定位精度提高了44%;然后,使用UKF对加权C-T融合算法进行滤波优化,提高了定位系统在非视距(NLOS)环境中的定位精度,仿真结果表明UKF滤波优化后的定位精度在直行路段提高了7.8%以上,在弯道路段中提高了10.6%以上,且随着NLOS误差的增大,定位效果明显提升;最后,在石煤机试验场进行单轨吊实车试验,结果表明:基于UKF滤波的双标签加权C-T融合定位算法使单轨吊静态定位精度小于20cm,动态定位精度小于30cm,整体定位精度达到分米级,稳定性和可靠性也得到提高,可满足单轨吊井下无人驾驶定位需求。研究分米级精度的单轨吊定位系统是矿井单轨吊实现智能化、无人化高效运输的重要保障。 展开更多
关键词 单轨吊 超宽带(UWB) 加权C-T融合算法 双标签 无迹卡尔曼滤波(ukf)
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