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基于卡尔曼滤波的信息融合算法优化研究 被引量:12
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作者 张开禾 富立 范耀祖 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 2006年第5期32-35,共4页
通过比较采用联邦卡尔曼滤波的状态向量融合和量测信息融合,得出量测信息融合优于状态向量融合,因为只有当卡尔曼滤波一致时状态向量融合才有效。采用基于最小均方差估计的观测值加权融合法融合了多传感器数据,保持了观测向量的维数。... 通过比较采用联邦卡尔曼滤波的状态向量融合和量测信息融合,得出量测信息融合优于状态向量融合,因为只有当卡尔曼滤波一致时状态向量融合才有效。采用基于最小均方差估计的观测值加权融合法融合了多传感器数据,保持了观测向量的维数。这种方法具有高效性。为了提高该算法的速度和精度,对系统的量测空间进行了等价变换,而等价系统的状态空间却没有改变。给出了等价变换前后的系统误差方差阵和状态估计均一致性的证明。把矩阵分析中的L-D分解算法运用到该算法中以避免计算矩阵的逆,从而改善了算法的稳定性和精度。举例验证了所设计算法的这些优点,给出了采用联邦卡尔曼滤波和所优化滤波算法的状态估计和误差的仿真结果,并依次进行了分析。经过这种优化,算法的精度和速度得到很大提高,已经应用到实际工程中。 展开更多
关键词 信息融合 卡尔曼滤波 等价变换 L-D分解
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基于联合卡尔曼滤波的异构网络数据信息融合方法
2
作者 张凌志 《长江信息通信》 2024年第5期13-15,共3页
信息融合是异构网络数据重要处理手段,现行方法融合效果并不理想,在实际应用中融合后数据值与真实值存在较大的差距,LSE值较大,针对现行方法存在的缺陷与不足提出基于联合卡尔曼滤波的异构网络数据信息融合方法。对异构网络数据中异常... 信息融合是异构网络数据重要处理手段,现行方法融合效果并不理想,在实际应用中融合后数据值与真实值存在较大的差距,LSE值较大,针对现行方法存在的缺陷与不足提出基于联合卡尔曼滤波的异构网络数据信息融合方法。对异构网络数据中异常值识别,采用插值法对异常数据修复,对异构网络数据中野值识别与修正,并对异构网络数据时间配准,采用联合卡尔曼滤波算法估计异构网络数据最优值,消除数据采样误差与噪声,将不同数据源异构网络数据信息融合,以此实现了基于联合卡尔曼滤波的异构网络数据信息融合。实验证明,在设计方法应用下融合后数据值贴近于真实值,LSE值在0.1以下,具有较高的信息融合精度,在异构网络数据信息融合领域具有良好的应用前景。 展开更多
关键词 联合卡尔曼滤波 异构网络数据 信息融合 插值法 时间配准 LSE
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ADAS系统视觉与毫米波雷达分布式抗差卡尔曼滤波融合算法 被引量:1
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作者 邓云红 赵治国 +1 位作者 杨一飞 于勤 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2024年第5期805-815,共11页
自动驾驶车辆常常利用多传感器对周围目标进行检测和跟踪,但受限于传感器多源异构特性和复杂多变的驾驶环境,准确的多目标检测和跟踪仍是实现自动驾驶的一大困难和挑战。本文面向高级驾驶辅助系统(ADAS)的多目标检测与跟踪任务,采用了基... 自动驾驶车辆常常利用多传感器对周围目标进行检测和跟踪,但受限于传感器多源异构特性和复杂多变的驾驶环境,准确的多目标检测和跟踪仍是实现自动驾驶的一大困难和挑战。本文面向高级驾驶辅助系统(ADAS)的多目标检测与跟踪任务,采用了基于1个视觉传感器和5个毫米波雷达(1V5R)的传感器配置方案,且设计了基于分布式抗差卡尔曼滤波器的多传感器信息融合算法以实现对周围目标的准确感知。首先,针对不同传感器数据特征,采用不同的线性卡尔曼滤波器和扩展卡尔曼滤波器进行数据融合,并基于分布式卡尔曼滤波建立了1V5R多传感器信息融合框架。其次,为降低传感器动态误差对于融合精度的影响,在卡尔曼加权观测融合的基础上,引入抗差估计方法,实现了对传感器动态误差的实时估计和修正。最后,通过离线仿真和实车道路试验对所提出的基于分布式抗差卡尔曼滤波的多传感器融合算法进行了验证。试验结果表明,与单一传感器的测量值相比,所提出的算法能有效融合多个传感器的信息以提升目标的检测与跟踪精度,且鲁棒性较好。 展开更多
关键词 多目标检测与跟踪 传感器信息融合 分布式卡尔曼滤波 抗差估计
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基于改进联合卡尔曼滤波算法的列车测速信息融合 被引量:8
4
作者 严建鹏 陈小强 侯涛 《铁道科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第2期89-93,共5页
基于高速列车的测速精度直接影响车载设备的控制精度,为了提高测速精度,在分析基于联合卡尔曼滤波算法的多路测速传感器信息融合原理、结构和算法的基础上,针对联合卡尔曼滤波系统因缺乏系统噪声和测量噪声的先验知识而导致滤波精度下... 基于高速列车的测速精度直接影响车载设备的控制精度,为了提高测速精度,在分析基于联合卡尔曼滤波算法的多路测速传感器信息融合原理、结构和算法的基础上,针对联合卡尔曼滤波系统因缺乏系统噪声和测量噪声的先验知识而导致滤波精度下降的问题,运用自适应联合卡尔曼滤波思想,对系统过程噪声和测量噪声的统计特性实时进行估计和修正,并将改进前后的算法进行计算机仿真。研究结果表明:改进后的滤波算法具有更好的融合精度,更稳定的滤波效果,能够进一步提高测速系统对环境的适应能力。 展开更多
关键词 测速精度 联合卡尔曼滤波 信息融合 自适应
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联合卡尔曼滤波在多传感器信息融合技术中的应用 被引量:5
5
作者 陈玉坤 司锡才 李志刚 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2005年第SD期946-948,952,共4页
多传感器信息融合技术在目标跟踪领域已经得到了广泛的应用,末制导融合技术是多传感器跟踪系统中的关键技术之一。本文运用联合卡尔曼滤波的先分散处理,再全局融合的思想,对主动雷达、红外传感器的数据融合问题进行了研究。仿真结果和... 多传感器信息融合技术在目标跟踪领域已经得到了广泛的应用,末制导融合技术是多传感器跟踪系统中的关键技术之一。本文运用联合卡尔曼滤波的先分散处理,再全局融合的思想,对主动雷达、红外传感器的数据融合问题进行了研究。仿真结果和实验表明,利用此方法可使雷达、红外传感器达到较好的数据融合效果。 展开更多
关键词 联合卡尔曼滤波 多传感器 信息融合 末制导
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一种基于卡尔曼滤波的姿态信息融合方法 被引量:4
6
作者 金钊 高晶敏 +1 位作者 杨鸿波 张科备 《北京信息科技大学学报(自然科学版)》 2015年第1期85-89,94,共6页
针对卫星平台上存在的由高频微角颤振引起的载荷光轴指向精度降低,提出了一种基于卡尔曼滤波的姿态信息融合方法,提高姿态确定指向精度。建立基于星敏感器与陀螺的低频带姿态确定系统和MHD-ARS(magneto-hydro-dynamics,MHD,angular-rate... 针对卫星平台上存在的由高频微角颤振引起的载荷光轴指向精度降低,提出了一种基于卡尔曼滤波的姿态信息融合方法,提高姿态确定指向精度。建立基于星敏感器与陀螺的低频带姿态确定系统和MHD-ARS(magneto-hydro-dynamics,MHD,angular-rate-sensor,ARS)高频姿态信息测量系统的数学模型,采用卡尔曼滤波进行宽带宽的姿态信息融合。仿真结果分析表明当存在高频微角颤振时,采用卡尔曼滤波的姿态信息融合方法的估计精度要优于传统的低频带姿态确定系统,且在频域上能够实现扩展姿态测量带宽的目的,验证了姿态信息融合方法的有效性和精确性。 展开更多
关键词 高频微角颤振 卡尔曼滤波 姿态信息融合 MHD-ARS(magneto-hydro-dynamics angular-rate-sensor)
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基于模糊PID卡尔曼滤波的多传感信息融合移动机器人定位研究 被引量:1
7
作者 徐爱亲 《重庆科技学院学报(自然科学版)》 CAS 2014年第4期150-153,共4页
当工业移动机器人处于复杂工作环境中,其信息序列误差随各量测噪声特性的变化而增大,若使用卡尔曼滤波器进行多传感信息融合则很难做到实时测量和调整,融合后的误差也随之倍增。为解决此问题,在卡尔曼滤波融合前引入增量式模糊自适应PI... 当工业移动机器人处于复杂工作环境中,其信息序列误差随各量测噪声特性的变化而增大,若使用卡尔曼滤波器进行多传感信息融合则很难做到实时测量和调整,融合后的误差也随之倍增。为解决此问题,在卡尔曼滤波融合前引入增量式模糊自适应PID控制,通过模糊规则设计,改善滤波噪声方差,对融合信息进行限制,并对限制后的速度信号和加速度信号进行融合,从而提高控制精度。MATLAB系统仿真显示,所设计的控制器对多传感器的信息融合效果良好。 展开更多
关键词 多传感器 信息融合 模糊PID控制 卡尔曼滤波 移动机器人
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基于模糊自适应无迹卡尔曼滤波的多源异构信息融合弹道目标跟踪测量系统 被引量:1
8
作者 李军 刘继勇 《安阳师范学院学报》 2013年第5期44-48,共5页
本文将多源信息融合理论应用于弹道目标跟踪系统,综合考虑到"当前"统计模型能够准确描述主动段导弹飞行特性,和卡尔曼滤波器预测的无偏性,稳定性和最优化特点。在"当前"统计模型的基础上,利用无迹卡尔曼滤波器做最... 本文将多源信息融合理论应用于弹道目标跟踪系统,综合考虑到"当前"统计模型能够准确描述主动段导弹飞行特性,和卡尔曼滤波器预测的无偏性,稳定性和最优化特点。在"当前"统计模型的基础上,利用无迹卡尔曼滤波器做最优估计实时预测跟踪,同时运用模糊理论能够描述和处理传感器信息的不确定性的特点,对卡尔曼滤波器的测量参数进行自适应调节,从而达到系统误差自校准和测量误差自适应的功能,建立实时数据融合模型,通过仿真显示,该系统能够有效提高跟踪精度和跟踪稳定性,避免外在干扰;且加快响应收敛速度,适应主动段目标跟踪测量。 展开更多
关键词 多源异构信息融合 无迹卡尔曼滤波 模糊理论 目标跟踪
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基于多速率卡尔曼滤波方法的位移和加速度数据融合 被引量:7
9
作者 赖韬 伊廷华 +2 位作者 王健宇 林友新 李宏男 《防灾减灾工程学报》 CSCD 北大核心 2012年第6期707-713,共7页
为了尽可能地利用加速度传感器和位移传感器中的冗余信息、提高振动实测数据的精度,将结构同一位置的加速度和位移观测值进行数据融合处理,提出了一种基于维纳过程加速度模型的多速率卡尔曼滤波数据融合方法。首先给出了基于维纳过程的... 为了尽可能地利用加速度传感器和位移传感器中的冗余信息、提高振动实测数据的精度,将结构同一位置的加速度和位移观测值进行数据融合处理,提出了一种基于维纳过程加速度模型的多速率卡尔曼滤波数据融合方法。首先给出了基于维纳过程的多速率卡尔曼滤波数融合模型;然后在加速度和位移观测值的基础上,通过多速率卡尔曼滤波数据融合得到位移、速度以及加速度的的最优估计,并对融合结果进行卡尔曼平滑处理,进一步提高了状态估计准确性;最后数值分析了不同噪声水平和采样频率比对融合算法的影响,而且与相关文献的结果作了对比分析。结果表明,本文方法合理有效且具有一定的噪声鲁棒性。 展开更多
关键词 结构振动 卡尔曼滤波 多速率数据融合 维纳过程 最优估计 传感器
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多传感器融合中的卡尔曼滤波探讨 被引量:11
10
作者 杨承凯 曾军 黄华 《现代电子技术》 2009年第14期159-161,164,共4页
现代科技对目标跟踪精度的要求越来越高,而系统所处环境的复杂性,使单传感器状态的估计已经无法满足系统感知外部环境的需要。在此,针对运动检测中的速度传感器和加速度传感器,给出一种应用卡尔曼滤波原理对多传感器进行数据融合的方法... 现代科技对目标跟踪精度的要求越来越高,而系统所处环境的复杂性,使单传感器状态的估计已经无法满足系统感知外部环境的需要。在此,针对运动检测中的速度传感器和加速度传感器,给出一种应用卡尔曼滤波原理对多传感器进行数据融合的方法,得到了该方法下滤波器状态矩阵和相关矩阵的一般表达式。仿真和试验证明,运用该方法可以得到很好的滤波效果。 展开更多
关键词 多传感器 信息融合 卡尔曼滤波 速度与加速度
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基于滑动窗滤波与卡尔曼滤波的信息融合 被引量:1
11
作者 黄金虎 乔祁 《科学技术创新》 2022年第13期21-24,共4页
波音737MAX-8客机空难事故分析是:电脑系统是根据一个攻角传感器的错误数据在运行,机头越高,攻角越大,飞机失速坠毁[1]。为增强飞行器的安全性、可靠性,通常在机上采用传感器信号多余度设计。常规的“三判二”方法无法综合有效地利用余... 波音737MAX-8客机空难事故分析是:电脑系统是根据一个攻角传感器的错误数据在运行,机头越高,攻角越大,飞机失速坠毁[1]。为增强飞行器的安全性、可靠性,通常在机上采用传感器信号多余度设计。常规的“三判二”方法无法综合有效地利用余度信号,因此本文针对独立不相干的信号,采用窗函数滤波器、置信度动态加权平均方法、卡尔曼滤波技术,提出并设计了一种既能满足时域离散系统、过滤信号中的高斯噪声,又能诊断并屏蔽失效传感器、人工主动选择,将多路数据信号融合一体的方法。 展开更多
关键词 卡尔曼滤波 置信度 窗函数 信息融合
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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
12
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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高斯马尔可夫融合算法在卡尔曼滤波中的应用
13
作者 余熙 张天骐 +1 位作者 魏世朋 白娟 《现代防御技术》 北大核心 2012年第2期119-126,共8页
针对目前常用的按标量、对角阵、矩阵加权融合方法过程较复杂,计算负担较重的问题,结合三维目标跟踪模型提出一种高斯马尔可夫融合方法来融合卡尔曼滤波估计值,不需要计算局部稳态滤波误差互协方差,只需要知道传感器的观测噪声方差就可... 针对目前常用的按标量、对角阵、矩阵加权融合方法过程较复杂,计算负担较重的问题,结合三维目标跟踪模型提出一种高斯马尔可夫融合方法来融合卡尔曼滤波估计值,不需要计算局部稳态滤波误差互协方差,只需要知道传感器的观测噪声方差就可以了。计算方法和操作相对简单,省略了很多繁琐步骤也能达到不错的滤波融合效果,通过仿真证明了此方法的可行性和高效性。 展开更多
关键词 多传感器 卡尔曼滤波 高斯马尔可夫信息融合算法 目标跟踪
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神经网络辅助卡尔曼滤波技术在组合导航系统中的应用研究 被引量:14
14
作者 白宇骏 徐晓苏 刘国燕 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 2003年第2期40-43,共4页
考虑到组合导航系统的噪声具有非先验性,而传统的卡尔曼滤波器要求假设动态模型和观测模型的噪声统计特性已知,提出了用前向神经网络来辅助调节卡尔曼滤波器,使其具有自适应能力以应付动态环境的扰动。仿真研究表明:该算法优于标准卡尔... 考虑到组合导航系统的噪声具有非先验性,而传统的卡尔曼滤波器要求假设动态模型和观测模型的噪声统计特性已知,提出了用前向神经网络来辅助调节卡尔曼滤波器,使其具有自适应能力以应付动态环境的扰动。仿真研究表明:该算法优于标准卡尔曼滤波器。 展开更多
关键词 组合导航 卡尔曼滤波 神经网络 信息融合 噪声统计 传感器
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基于容错卡尔曼滤波的航迹融合方法探究 被引量:1
15
作者 顾圆 《数字技术与应用》 2021年第6期64-66,共3页
本文通过对AirNet空管自动化系统的航迹融合算法进行深度研究,论述了AirNet空管自动化系统生成单路航迹、合成航迹和综合航迹的方法,并针对目标分裂的问题,提出了一种容错卡尔曼滤波的航迹融合方法。
关键词 空管自动化系统 目标分裂 容错卡尔曼滤波 故障系数 最优数据融合
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基于卡尔曼滤波的陀螺仪阵列技术研究 被引量:7
16
作者 刘明雍 朱立 董海霞 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第2期272-278,共7页
多个相同型号的陀螺仪测量轴相互平行,测量同一个角速度信号所组成的阵列叫做陀螺阵列。通过研究陀螺阵列提高惯性测量精度的信息处理算法,建立单个微机电(MEMS)陀螺仪的两种不同漂移模型,利用Allan方差对漂移系数进行辨识,将辨识出的... 多个相同型号的陀螺仪测量轴相互平行,测量同一个角速度信号所组成的阵列叫做陀螺阵列。通过研究陀螺阵列提高惯性测量精度的信息处理算法,建立单个微机电(MEMS)陀螺仪的两种不同漂移模型,利用Allan方差对漂移系数进行辨识,将辨识出的随机漂移系数应用于卡尔曼滤波。通过卡尔曼滤波将陀螺阵列的信息融合为一个较高精度的输出,证明了卡尔曼滤波的稳定性。通过实验对比了不同建模方法的优劣,并且验证了基于卡尔曼滤波的信息融合方法可以有效提高MEMS陀螺仪的精度。 展开更多
关键词 控制科学与技术 陀螺仪阵列 信息融合 卡尔曼滤波
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基于高斯和均方根容积卡尔曼滤波的姿态角辅助目标跟踪算法 被引量:6
17
作者 单甘霖 张凯 吉兵 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第7期1579-1584,共6页
根据目标2维运动速度与姿态角的关系,该文提出一种姿态角辅助目标跟踪算法。在目标运动学基础上建立状态向量中包含姿态角的跟踪模型,实现姿态角对目标跟踪的辅助;针对基于模板匹配姿态角量测的噪声为非高斯情况,将均方根容积卡尔曼滤... 根据目标2维运动速度与姿态角的关系,该文提出一种姿态角辅助目标跟踪算法。在目标运动学基础上建立状态向量中包含姿态角的跟踪模型,实现姿态角对目标跟踪的辅助;针对基于模板匹配姿态角量测的噪声为非高斯情况,将均方根容积卡尔曼滤波引入到高斯和滤波框架下,提出新的高斯和均方根容积卡尔曼滤波算法,提高非线性非高斯处理能力,同时结合目标运动中姿态角的变化规律,建立姿态角分量不同的跟踪模型,通过模型切换实现机动姿态角的滤波。算法对姿态角量测进行滤波,同时实现了姿态角信息与位置信息的有效融合。仿真结果验证了该算法的有效性和正确性。 展开更多
关键词 目标跟踪 信息融合 非线性非高斯滤波 均方根容积卡尔曼滤波 模型切换
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联邦卡尔曼滤波与集中式卡尔曼滤波的等价性 被引量:6
18
作者 彭霞 张彦军 崔平远 《青岛科技大学学报(自然科学版)》 CAS 2005年第2期169-172,共4页
给出了联邦卡尔曼滤波与集中式卡尔曼滤波的等价性证明,并用GPS/INS组合导航系统的静态仿真实验验证了等价性。
关键词 联邦卡尔曼滤波 集中式卡尔曼滤波 组合导航系统 信息融合
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组合导航系统中的自适应卡尔曼滤波技术 被引量:2
19
作者 张彦军 金元郁 彭霞 《青岛科技大学学报(自然科学版)》 CAS 2005年第4期347-350,共4页
在比较了组合导航系统多种卡尔曼滤波技术的基础上,提出了能提高系统鲁棒性的自适应卡尔曼滤波技术。并利用系统静态仿真证明了该算法的有效性。
关键词 卡尔曼滤波 组合导航系统 信息融合
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多智能体系统中一致性卡尔曼滤波的研究进展 被引量:7
20
作者 马磊 史习智 《西南交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第2期287-293,共7页
从多智能体系统中一致性问题的基本概念、算法收敛性和性能分析出发,总结了基于一致性方法的分布式卡尔曼滤波的研究进展.从基于局部通讯的滤波器构造方法、信息加权和滤波器参数优化等方面对研究现状进行了评述.最后,讨论了信息损失、... 从多智能体系统中一致性问题的基本概念、算法收敛性和性能分析出发,总结了基于一致性方法的分布式卡尔曼滤波的研究进展.从基于局部通讯的滤波器构造方法、信息加权和滤波器参数优化等方面对研究现状进行了评述.最后,讨论了信息损失、量化一致性和随机异步算法等前沿问题,以期促进相关研究. 展开更多
关键词 一致性 多智能体系统 图拉普拉斯算子 信息融合 分布式卡尔曼滤波
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