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基于自适应Kalman滤波算法的联邦滤波器 被引量:3
1
作者 肖龙远 曾超 《火力与指挥控制》 CSCD 北大核心 2008年第12期88-90,94,共4页
为弥补传统联邦滤波器实用性不好,缺乏对对象模型和传感器噪声的自适应估计能力的缺陷,利用自适应Kalman滤波算法的思想,结合联邦滤波器本身的算法结构,对联邦滤波器进行改进,使之具有很强的自适应性,能够自适应地计算出模型噪声和传感... 为弥补传统联邦滤波器实用性不好,缺乏对对象模型和传感器噪声的自适应估计能力的缺陷,利用自适应Kalman滤波算法的思想,结合联邦滤波器本身的算法结构,对联邦滤波器进行改进,使之具有很强的自适应性,能够自适应地计算出模型噪声和传感器噪声的协方差阵。给出了基于自适应Kalman滤波算法的联邦滤波器的计算架构,其他优秀的自适应算法均可按相同的方式加入该架构中。最后通过仿真计算验证了该算法的有效性。 展开更多
关键词 联邦滤波 kalman滤波 自适应
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一种抗野值的Kalman滤波器 被引量:27
2
作者 卢迪 姚郁 贺风华 《系统仿真学报》 CAS CSCD 2004年第5期1027-1029,共3页
在目标跟踪系统中,由于杂波的存在,往往使跟踪检测数据中含有大量、成片的野值,造成系统跟踪精度下降。本文通过对检测数据中新息特性的分析,给出了检测数据中野值的判定方法,通过重新构造状态估计来消除野值的影响。仿真结果证明了该... 在目标跟踪系统中,由于杂波的存在,往往使跟踪检测数据中含有大量、成片的野值,造成系统跟踪精度下降。本文通过对检测数据中新息特性的分析,给出了检测数据中野值的判定方法,通过重新构造状态估计来消除野值的影响。仿真结果证明了该方法可有效的剔除野值,提高跟踪系统的跟踪精度。 展开更多
关键词 目标跟踪 野值 新息 kalman 滤波器
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H_∞鲁棒滤波器与Kalman滤波器的对比 被引量:21
3
作者 王新屏 张显库 张丽坤 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2003年第10期1267-1269,共3页
通常Kalman滤波技术应用得比较广泛 ,然而在系统模型和噪声统计特性存在不确定性的条件下 ,Kalman滤波的应用就受到了一些限制。H∞ 滤波可有效地解决Kalman滤波所遇到的问题 ,不仅估计精度高 ,而且还具有鲁棒性。简要介绍了H∞ 滤波技... 通常Kalman滤波技术应用得比较广泛 ,然而在系统模型和噪声统计特性存在不确定性的条件下 ,Kalman滤波的应用就受到了一些限制。H∞ 滤波可有效地解决Kalman滤波所遇到的问题 ,不仅估计精度高 ,而且还具有鲁棒性。简要介绍了H∞ 滤波技术和Kalman滤波技术 ,设计了H∞ 鲁棒滤波器和Kalman滤波器 ,并分 3方面对二者的性能进行了比较分析。 展开更多
关键词 H∞鲁棒滤波器 kalman滤波器 鲁棒控制
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基于扩展Kalman滤波器的PMSM高性能控制系统 被引量:35
4
作者 郑泽东 李永东 +1 位作者 Maurice Fadel 肖曦 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2007年第10期18-23,29,共7页
扩展Kalman滤波器考虑了系统噪声和测量噪声的影响,是一种基于最优控制理论的非线性估计方法。本文提出一种新型的用于永磁同步电机(PMSM)的基于扩展Kalman滤波器(EKF)的状态观测器,可以把有限精度的光电码盘信号的量化误差考虑为测量噪... 扩展Kalman滤波器考虑了系统噪声和测量噪声的影响,是一种基于最优控制理论的非线性估计方法。本文提出一种新型的用于永磁同步电机(PMSM)的基于扩展Kalman滤波器(EKF)的状态观测器,可以把有限精度的光电码盘信号的量化误差考虑为测量噪声,从而可以精确观测转子位置和转子转速。电机不需要知道转子初始位置就可以起动。该状态观测器还可以观测负载转矩,利用观测的负载转矩形成对给定转矩的前馈补偿,可以大大改善负载转矩波动过程中的转速控制性能。在轻负载时永磁同步电机定子电流较小,因此电流测量过程中的噪声和干扰对系统性能的影响就非常明显。Kalman滤波器可以有效消除电流测量值中的干扰和测量噪声,提高系统在轻载时的性能。仿真和实验结果验证了该系统的性能。 展开更多
关键词 扩展kalman滤波器 状态观测器 负载观测 初始位置 前馈补偿
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应用Kalman滤波器提高机抖激光陀螺姿态测量系统瞬时精度的方法 被引量:12
5
作者 吴赛成 秦石乔 +1 位作者 王省书 胡春生 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第1期201-205,共5页
机械抖动激光陀螺输出的原始数据不仅包含了外界的惯性输入的角速率信息,还包含了抖动信号的角速率信息,通常使用线性相位FIR滤波器去除机械抖动信号,信号经滤波后其所有频率成分都将产生一定时间的延迟,这将对由机抖陀螺组成的高精度... 机械抖动激光陀螺输出的原始数据不仅包含了外界的惯性输入的角速率信息,还包含了抖动信号的角速率信息,通常使用线性相位FIR滤波器去除机械抖动信号,信号经滤波后其所有频率成分都将产生一定时间的延迟,这将对由机抖陀螺组成的高精度实时姿态测量系统造成影响。本文提出了一种基于姿态角运动跟踪预测模型和Kalm an预测的姿态测量滤波延迟补偿方法。实验结果表明,本方法能有效估计并预测运动载体的姿态运动,补偿由于FIR滤波器时间延迟带来的不利影响,提高姿态测量系统的实时性和瞬时精度。 展开更多
关键词 激光陀螺 机械抖动 姿态测量 FIR滤波延迟 kalman滤波器
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Kalman滤波器在长输管道泄漏诊断中的应用 被引量:32
6
作者 董东 王桂增 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 1990年第4期303-309,共7页
本文采用带时变噪声估计器的推广Kalman滤波方法,对长输管道的状态进行估计,并在此基础上,采用一定的诊断机制,实现对长输管道的泄漏诊断。实验结果表明,这种方法是有效的。
关键词 kalman滤波器 石油管道 泄漏诊断
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基于Kalman滤波器的非视距误差抑制算法 被引量:12
7
作者 张美杨 季仲梅 王建辉 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2010年第11期291-292,F0003,共3页
针对蜂窝网定位中影响定位精度的非视距传播误差问题,提出一种基于Kalman滤波器的非视距(NLOS)误差抑制算法,将到达时间(TOA)测量值及非视距误差作为Kalman滤波器的状态变量,根据TOA测量值的结构特点和NLOS误差的统计特性,确定Kalman滤... 针对蜂窝网定位中影响定位精度的非视距传播误差问题,提出一种基于Kalman滤波器的非视距(NLOS)误差抑制算法,将到达时间(TOA)测量值及非视距误差作为Kalman滤波器的状态变量,根据TOA测量值的结构特点和NLOS误差的统计特性,确定Kalman滤波器过程方程的状态转移矩阵。以NLOS误差服从指数分布的情况为例进行仿真,结果表明,该算法在精度估计和算法计算量方面具有明显优势。 展开更多
关键词 蜂窝无线定位 非视距误差抑制 kalman滤波器
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多敏感器卫星姿态确定的联邦滤波器设计 被引量:11
8
作者 顾冬晴 王岩 +1 位作者 周文君 秦永元 《中国空间科学技术》 EI CSCD 北大核心 2004年第3期7-13,共7页
针对由惯性测量组件、星敏感器、数字式太阳敏感器和红外地球敏感器构成的卫星姿态确定系统 ,提出采用联邦滤波器进行信息融合。设计了多敏感器信息融合的联邦滤波器结构和算法 ,推导了卫星姿态确定的误差状态方程和各子系统的量测方程... 针对由惯性测量组件、星敏感器、数字式太阳敏感器和红外地球敏感器构成的卫星姿态确定系统 ,提出采用联邦滤波器进行信息融合。设计了多敏感器信息融合的联邦滤波器结构和算法 ,推导了卫星姿态确定的误差状态方程和各子系统的量测方程。仿真分析结果表明 ,采用联邦滤波器对多敏感器卫星姿态确定系统进行信息融合 ,能够以较小的计算量实现高精度的信息融合 。 展开更多
关键词 敏感器 卫星姿态 联邦滤波器 设计 卡尔曼滤波 惯性测量
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基于Gauss-Hermite逼近的非线性加权观测融合无迹Kalman滤波器 被引量:10
9
作者 李云 孙书利 郝钢 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第3期593-603,共11页
对非线性多传感器系统,基于Gauss-Hermite逼近方法和加权最小二乘法,提出了一种具有普适性的非线性加权观测融合算法.该算法可将一个高维观测压缩为一个低维观测.在此基础上,结合无迹Kalman滤波器(Unscented Kalman filter, UKF),提出... 对非线性多传感器系统,基于Gauss-Hermite逼近方法和加权最小二乘法,提出了一种具有普适性的非线性加权观测融合算法.该算法可将一个高维观测压缩为一个低维观测.在此基础上,结合无迹Kalman滤波器(Unscented Kalman filter, UKF),提出了非线性加权观测融合无迹Kalman滤波器(WMF (Weighted measurement fusion)-UKF).与集中式融合UKF (CMF (Centralized measurement fusion)-UKF)相比,该算法计算负担小且具有逼近的估计精度.特别是在传感器数量较大时,该算法在计算量上的优势更加明显.仿真例子验证了算法的有效性. 展开更多
关键词 非线性系统 加权观测融合 Gauss-Hermite逼近 无迹kalman滤波器
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多传感器时滞系统信息融合最优Kalman滤波器 被引量:6
10
作者 孙书利 吕楠 +1 位作者 白锦花 陈卓 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第3期501-505,共5页
基于线性最小方差最优加权融合估计算法,对多传感器的离散线性状态时滞随机系统.给出了一种非增广分布式加权融合最优Kalman柚滤波器.推导了状态时滞系统任两个传感器子系统之间的滤波误差互协方差阵的计算公式.它与状态增广加权融合滤... 基于线性最小方差最优加权融合估计算法,对多传感器的离散线性状态时滞随机系统.给出了一种非增广分布式加权融合最优Kalman柚滤波器.推导了状态时滞系统任两个传感器子系统之间的滤波误差互协方差阵的计算公式.它与状态增广加权融合滤波器具有相同的精度.与每个传感器的局部滤波器相比,分布式融合滤波器具有更高的精度.与状态和观测增广最优滤波器相比,具有较小的精度,但避免了增广所带来的高维计算和大的空间存储。可减小计算负担.仿真例子验证了其有效性. 展开更多
关键词 状态时滞系统 多传感器 信息融合 最优kalman滤波器
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联邦滤波器理论研究 被引量:16
11
作者 顾启泰 王颂 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 2002年第6期34-40,共7页
应用矩阵理论和信息分配原理导出集中卡尔曼滤波、分散化滤波和联邦滤波之间的等价关系,证明联邦滤波器的全局滤波精度和集中卡尔曼滤波的滤波精度相同,并用信号流程图直观清晰地说明联邦滤波比分散化滤波结构更简单,计算量小。提出一... 应用矩阵理论和信息分配原理导出集中卡尔曼滤波、分散化滤波和联邦滤波之间的等价关系,证明联邦滤波器的全局滤波精度和集中卡尔曼滤波的滤波精度相同,并用信号流程图直观清晰地说明联邦滤波比分散化滤波结构更简单,计算量小。提出一种动态最优信息分配系数确定的方法,该方法使联邦滤波局部滤波器的设计也成为最优,并从理论上证明其具有最高的软故障检测灵敏度。 展开更多
关键词 卡尔曼滤波器 分散化滤波器 联邦滤波器 信息分配
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一种基于Kalman滤波器的自适应背景建模改进算法 被引量:11
12
作者 伍健荣 杜向龙 刘海涛 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2012年第1期52-54,58,共4页
基于传统Kalman滤波器理论的背景建模方法,不能很好地解决目标缓慢运动导致背景模型出现拖影的问题。针对该问题,提出了一种结合Kalman滤波器理论与动态区域重构的自适应背景建模改进算法,介绍了Kalman滤波器理论主要思想和改进算法的... 基于传统Kalman滤波器理论的背景建模方法,不能很好地解决目标缓慢运动导致背景模型出现拖影的问题。针对该问题,提出了一种结合Kalman滤波器理论与动态区域重构的自适应背景建模改进算法,介绍了Kalman滤波器理论主要思想和改进算法的方法流程与效果。与传统的Kalman背景建模相比,该方法在增加少量计算复杂度的前提下,较好地解决了目标缓慢运动导致背景模型出现拖影的问题,同时也能较好地消除背景噪声。通过对图像序列的仿真实验证明:该方法具有很好的实用性与鲁棒性。 展开更多
关键词 背景建模 kalman滤波器 动态区域重构 前景分割
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使用遗传算法的自适应Kalman滤波器 被引量:6
13
作者 曲铁军 杨旭东 葛升民 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第6期655-659,共5页
基于Magill的Kalman滤波器池结构 ,设计了使用遗传算法的自适应Kalman滤波器 ,给出了离线和在线两种实现方案 .离线方案以辨识滤波参数为主要目的 ,进而可以对状态进行较准确的事后估计 ;在线方案以实时地对状态进行估计为目的 .对滤波... 基于Magill的Kalman滤波器池结构 ,设计了使用遗传算法的自适应Kalman滤波器 ,给出了离线和在线两种实现方案 .离线方案以辨识滤波参数为主要目的 ,进而可以对状态进行较准确的事后估计 ;在线方案以实时地对状态进行估计为目的 .对滤波参数寻优使用具有良好性能的浮点数编码遗传算法 ,该算法与二进制编码遗传算法相比收敛速度更快、搜索全局最优的能力更强 . 展开更多
关键词 遗传算法 自适应kalman滤波器 自动控制 滤波参数 编码 目标函数 滤波器 估计误差
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基于磁/惯性传感器旋转弹体定姿的Kalman滤波器设计 被引量:6
14
作者 李玎 卜雄洙 +1 位作者 向超 曹志谦 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第1期76-80,共5页
微惯性传感器精度较低,其漂移会引起很大的姿态误差,不能提供长时间稳定姿态;磁传感器组合的姿态角误差不随时间累积但姿态角更新速度慢。针对这一问题提出了利用磁/惯性传感器构建低成本姿态探测系统的方案,设计了Kalman滤波器融合二... 微惯性传感器精度较低,其漂移会引起很大的姿态误差,不能提供长时间稳定姿态;磁传感器组合的姿态角误差不随时间累积但姿态角更新速度慢。针对这一问题提出了利用磁/惯性传感器构建低成本姿态探测系统的方案,设计了Kalman滤波器融合二者信息——以磁传感器解算的姿态角和等效旋转矢量法解算的姿态角之差作为观测量,以惯性传感器的漂移和姿态误差角作为状态变量,整个解算过程无需使用地磁场强度。仿真结果表明了该算法的有效性,二者组合定姿可实现高精度的姿态测量。 展开更多
关键词 旋转弹体 微惯性传感器 磁传感器 kalman滤波器 姿态确定
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一种改进的残差χ^2检验方法在联邦UKF滤波器中的应用 被引量:16
15
作者 刘建业 李丹 熊智 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第12期2568-2573,共6页
故障检测和隔离是实现联邦UKF(unscented Kalman filter)滤波器工程应用的关键。针对常规残差χ2检验法因误警导致无故障子系统被频繁隔离的问题,提出了一种改进算法。该算法采用模糊逻辑和加权平均来处理残差χ2检验法的检验阈值,可以... 故障检测和隔离是实现联邦UKF(unscented Kalman filter)滤波器工程应用的关键。针对常规残差χ2检验法因误警导致无故障子系统被频繁隔离的问题,提出了一种改进算法。该算法采用模糊逻辑和加权平均来处理残差χ2检验法的检验阈值,可以根据突变信号的大小自动调节检测时间的长短,特别是对不易检测的小幅值突变信号,自动延长检测时间从而利用更多的信息,有效降低了系统的误警率;在此基础上,进一步设计了合理的故障检测控制规则。将改进的残差χ2检验法应用于多传感器卫星组合导航系统中,仿真结果表明,改进算法有效提高了组合导航系统的稳定性,具有实用价值。 展开更多
关键词 组合导航 联邦UKF滤波器 故障检测 残差χ2检验法
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MEMS-IMU/GPS组合导航中的多模态Kalman滤波器设计 被引量:11
16
作者 唐康华 吴美平 胡小平 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 2007年第3期307-311,共5页
一般的Kalman滤波器要求有准确的动态和统计模型,而低成本的MEMS-IMU性能随着温度急剧变化,故在MEMS-IMU/GPS组合导航系统中使用一般的Kalman滤波器存在很多的局限性。针对低成本的MEMS-IMU/GPS组合导航系统,提出了多模态自适应滤波算法... 一般的Kalman滤波器要求有准确的动态和统计模型,而低成本的MEMS-IMU性能随着温度急剧变化,故在MEMS-IMU/GPS组合导航系统中使用一般的Kalman滤波器存在很多的局限性。针对低成本的MEMS-IMU/GPS组合导航系统,提出了多模态自适应滤波算法在MEMS-IMU/GPS组合导航系统中的应用;针对普通的多模态算法中的问题,采用修正的多模态自适应滤波算法来提高MEMS-IMU/GPS组合导航系统的性能。使用静态实时测试数据,验证了所提出的算法。测试结果表明,与普通Kalman滤波器相比,修正的多模态滤波算法提高了MEMS-IMU/GPS组合导航系统的性能;采用所提出的算法,MEMS-IMU/GPS组合导航系统的短时间静态位置精度小于5m(标准差),速度精度小于0.1m/s(标准差),姿态角精度小于0.5°(标准差)。 展开更多
关键词 MEMS-IMU/GPS组合导航 修正的多模态滤波 kalman滤波器 低成本
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两传感器最优信息融合Kalman滤波器及其在跟踪系统中的应用 被引量:14
17
作者 孙书利 崔平远 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第2期206-209,共4页
针对两传感器信息融合 ,提出了一种在标量加权下的最优信息融合 Kalm an滤波器。该信息融合滤波器考虑了局部滤波误差的相关性 ,避免了局部滤波误差方差阵的逆矩阵的计算 ,也避免了加权矩阵的计算 ,只要求计算加权系数 ,便于实时应用。... 针对两传感器信息融合 ,提出了一种在标量加权下的最优信息融合 Kalm an滤波器。该信息融合滤波器考虑了局部滤波误差的相关性 ,避免了局部滤波误差方差阵的逆矩阵的计算 ,也避免了加权矩阵的计算 ,只要求计算加权系数 ,便于实时应用。一个跟踪系统的仿真例子验证了其有效性。 展开更多
关键词 kalman滤波器 传感器 信息融合 目标跟踪 协方差阵
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基于SIFT算子和Kalman滤波器的航拍图像电子稳像算法 被引量:3
18
作者 雷宝权 赵春晖 +1 位作者 花永强 程咏梅 《火力与指挥控制》 CSCD 北大核心 2010年第10期47-50,共4页
针对航拍图像载台随机运动严重,图像分辨率低、目标特征少的特点以及航拍图像电子稳像技术快速、准确的要求,提出基于SIFT算子和Kalman滤波器的航拍图像电子稳像算法。该算法的特点是:由于利用SIFT作为估计图像间运动矢量特征,因此运算... 针对航拍图像载台随机运动严重,图像分辨率低、目标特征少的特点以及航拍图像电子稳像技术快速、准确的要求,提出基于SIFT算子和Kalman滤波器的航拍图像电子稳像算法。该算法的特点是:由于利用SIFT作为估计图像间运动矢量特征,因此运算速度快;对Kalman滤波状态方程改进,可准确估计有意运动参数;将图像镶嵌技术用于稳定后图像"无定义区"的重建,从而形成快速准确的航拍电子稳像图像。航拍图像实验表明,该算法运算准确性高、稳定性好、速度快。 展开更多
关键词 SIFT kalman滤波器 电子稳像 航拍图像
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自适应Kalman滤波器在水下被动目标跟踪中的应用 被引量:8
19
作者 石章松 王树宗 刘忠 《数据采集与处理》 CSCD 2004年第2期150-154,共5页
在水下被动目标跟踪系统中 ,直角坐标系下的扩展卡尔曼滤波器容易发散而导致滤波精度很差。提出了一种修正极坐标系下的自适应卡尔曼滤波算法 ,对虚拟噪声进行估计 ,动态补偿模型线性化误差 ,消减系统的观测误差 ,对其滤波理论及算法进... 在水下被动目标跟踪系统中 ,直角坐标系下的扩展卡尔曼滤波器容易发散而导致滤波精度很差。提出了一种修正极坐标系下的自适应卡尔曼滤波算法 ,对虚拟噪声进行估计 ,动态补偿模型线性化误差 ,消减系统的观测误差 ,对其滤波理论及算法进行了研究和仿真。仿真结果表明 ,该算法提高了滤波的稳定性、快速性和精确性 ,优于一般的扩展卡尔曼滤波算法。 展开更多
关键词 水下被动目标跟踪系统 自适应kalman滤波器 动态补偿模型 噪声估计器
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采用Kalman滤波器进行信号处理的高频信号注入法在电动机控制中的应用 被引量:19
20
作者 郑泽东 李永东 Maurice Fadel 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第2期54-59,66,共7页
高频信号注入法是交流电动机无机械传感器控制中实现低速甚至零速运行的一个有效方法,高频信号注入法的最大困难是如何从测量的电压或电流中提取出需要的高频信号并进行相应的信号处理。Kalman滤波器是一种自适应滤波器,广泛应用于各种... 高频信号注入法是交流电动机无机械传感器控制中实现低速甚至零速运行的一个有效方法,高频信号注入法的最大困难是如何从测量的电压或电流中提取出需要的高频信号并进行相应的信号处理。Kalman滤波器是一种自适应滤波器,广泛应用于各种信号检测和处理中。本文提出了一种采用Kalman滤波器进行信号处理的高频信号注入法来实现交流电动机的无机械传感器低速运行,利用Kalman滤波器的自适应特性,自动辨识检测电动机电流中特定频率的高频信号,检测结果受噪声和频率相近信号的影响较小,并且幅值和相位误差很小。以永磁同步电动机为例进行了仿真和实验,结果表明该方法是一种简单直接的高频信号注入法的信号处理方法,具有非常好的稳定性和精度,可以实现交流电动机无机械传感器控制的低速甚至零速运行。 展开更多
关键词 kalman滤波器 高频信号注入 交流电动机 无机械传感器控制 低速运行
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