基于卡尔曼滤波算法的轨迹估计研究 被引量：17

1

作者 邓胡滨 张磊 +2 位作者 吴颖 周洁 刘枫 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2012年第5期4-7,共4页

在无线传感器网络中节点定位系统中,基于接收信号强度指示(RSSI)技术的定位算法研究有很多,这种定位技术成本低而且易于实现,但RSSI定位技术因容易受到环境因素的影响,在测距过程中,估测距离的误差很大。在RSSI定位系统的基础上,加入系... 在无线传感器网络中节点定位系统中,基于接收信号强度指示(RSSI)技术的定位算法研究有很多,这种定位技术成本低而且易于实现,但RSSI定位技术因容易受到环境因素的影响,在测距过程中,估测距离的误差很大。在RSSI定位系统的基础上,加入系统噪声和测量噪声,根据系统状态方程和动态系统测量方程,利用卡尔曼滤波算法,对RSSI进行滤波,并估测出移动节点的运动轨迹。仿真结果表明:改进卡尔曼滤波算法提高了移动节点的运动轨迹的定位精度。 展开更多

关键词 无线传感器网络定位 轨迹估计 卡尔曼滤波算法 接收信号强度指示

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运动轨迹估计算法在关键人物自动捕获中的应用

2

作者 谭显波 《计算机科学》 CSCD 北大核心 2012年第7期287-289,共3页

关键人物与背景区域的颜色过于接近,造成二者的颜色差异不明显。传统算法是基于相邻图像灰度差值进行关键人物捕获的,无法避免由于关键人物与背景区域颜色差异过小造成的颜色差异不明显的缺陷,降低了关键人物自动捕获的精度。为了解决... 关键人物与背景区域的颜色过于接近,造成二者的颜色差异不明显。传统算法是基于相邻图像灰度差值进行关键人物捕获的,无法避免由于关键人物与背景区域颜色差异过小造成的颜色差异不明显的缺陷,降低了关键人物自动捕获的精度。为了解决上述问题,提出了一种基于运动轨迹估计算法的关键人物自动捕获方法,即提取关键人物特征参数,预测关键人物运动轨迹,从而完成关键人物的自动捕获。实验证明,这种算法提高了关键人物自动捕获的准确率,取得了令人满意的效果。 展开更多

关键词 关键人物 自动捕获 运动轨迹估计

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无人旋翼机动平台降落轨迹估计方法研究 被引量：1

3

作者 叶春煦 陶德桂 《电子测量技术》 2020年第16期132-136,共5页

研究了某型无人旋翼机系统降落阶段轨迹估计方法,首先介绍了系统使用的Kalman滤波基本方程,建立并分析了无人旋翼机降落过程中的理想轨迹、实际轨迹的数学模型。通过Kalman滤波算法估计了无人旋翼机的UWB测量轨迹,并针对无人旋翼机系统... 研究了某型无人旋翼机系统降落阶段轨迹估计方法,首先介绍了系统使用的Kalman滤波基本方程,建立并分析了无人旋翼机降落过程中的理想轨迹、实际轨迹的数学模型。通过Kalman滤波算法估计了无人旋翼机的UWB测量轨迹,并针对无人旋翼机系统在动平台上降落的特点,给出了协方差矩阵、过程噪声矩阵、测量噪声矩阵的选取方法,通过仿真给出了无人旋翼机Kalman轨迹估计结果。从仿真结果可以看出,所提Kalman轨迹估计方法可以在高噪声测量结果的条件下,估计无人旋翼机的运动轨迹。 展开更多

关键词 无人旋翼机 动平台 KALMAN滤波器 轨迹估计 超宽带

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基于BoW模型的RGB-D SLAM算法的运动轨迹估计

4

作者 高炳舒 刘士荣 《华东理工大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2019年第4期623-631,共9页

针对目前RGB-D SLAM算法特征匹配耗时高、在大规模场景中闭环检测效率低的问题,提出了基于词袋(Bag of Word,BoW)模型的RGB-D SLAM改进算法.通过BoW模型缩小每个特征的匹配范围,解决了暴力特征匹配算法的耗时问题;利用BoW模型对关键帧... 针对目前RGB-D SLAM算法特征匹配耗时高、在大规模场景中闭环检测效率低的问题,提出了基于词袋(Bag of Word,BoW)模型的RGB-D SLAM改进算法.通过BoW模型缩小每个特征的匹配范围,解决了暴力特征匹配算法的耗时问题;利用BoW模型对关键帧序列进行相似度度量,得到闭环候选帧并通过多层次筛选最终确定闭环帧从而实现闭环优化,解决了传统的闭环检测算法不能适用于大规模场景的问题.与传统的RGB-D SLAM算法的实验测试及对比分析结果表明:改进的RGB-D SLAM算法能使得相机轨迹估计实时性更好,定位更准确. 展开更多

关键词 RGB-DSLAM 特征匹配 闭环检测 运动轨迹估计

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一种空间匹配的高速飞行目标轨迹估计方法

5

作者 邓步 李弘毅 顾亚平 《声学技术》 CSCD 北大核心 2022年第3期465-472,共8页

针对低空高速飞行目标轨迹估计问题,提出了一种利用多阵列进行空间匹配的轨迹估计方法。该方法首先对探测范围内的空间点进行划分,计算其相对于阵列参考坐标的真实方位角与俯仰角并建立字典进行存储。将传感器阵列接收到的信号进行分帧... 针对低空高速飞行目标轨迹估计问题,提出了一种利用多阵列进行空间匹配的轨迹估计方法。该方法首先对探测范围内的空间点进行划分,计算其相对于阵列参考坐标的真实方位角与俯仰角并建立字典进行存储。将传感器阵列接收到的信号进行分帧处理,对每一帧数据计算波达方位。理论上,在探测范围内,高速运动目标为直线运动。在理想情况下,对于单个阵列,每一帧数据得到的方向矢量与参考坐标所构成的直线均处于同一平面。对每一帧数据估计得到的波达方位在字典上进行匹配,找到误差最小的N个空间点,进行直线拟合。再对由两帧以上数据得到的直线进行空间平面拟合,得到估计平面。两个阵列所得的估计平面的相交直线即为高速飞行目标的估计轨迹。仿真结果验证了高速飞行目标的轨迹估计算法的有效性。 展开更多

关键词 高速飞行目标 轨迹估计 声学探测 空间匹配

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无人机非线性状态估计:扩展精确高斯变分推理学习方法

6

作者 刘久富 Elishahidi S.B.Mvungi +3 位作者 汪恒宇 解晖 刘向武 王志胜 《国防科技大学学报》 北大核心 2025年第3期141-150,共10页

针对在对时变非线性系统进行状态估计以及参数学习时估计误差大、抗干扰能力差等问题,提出一种面向非线性系统的精确稀疏高斯变分推理的批量状态估计与参数学习方法。基于高斯变分推理提出损失函数,状态估计问题转化为对真实后验近似问... 针对在对时变非线性系统进行状态估计以及参数学习时估计误差大、抗干扰能力差等问题,提出一种面向非线性系统的精确稀疏高斯变分推理的批量状态估计与参数学习方法。基于高斯变分推理提出损失函数,状态估计问题转化为对真实后验近似问题,并引入需要学习的参数。对状态概率分布的参数使用高斯-牛顿式优化器的方法进行迭代更新,利用Stein引理、协方差矩阵的稀疏性及高斯容积方法得到完整的状态估计迭代方案。使用期望最大化学习测量模型的噪声参数,同时引入逆Wishart先验减少测量噪声和离群值对参数学习以及状态估计结果的影响。通过对无人机仿真模型进行模拟实验,在不加入无人机运动以及测量噪声真实值的情况下,对无人机轨迹能够进行精确的估计,且有效抑制测量噪声和测量离群值对轨迹估计精度带来的影响。 展开更多

关键词 精确稀疏高斯变分推理 非线性系统批量状态估计 参数学习 期望最大化方法 轨迹估计

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高斯因子结构变分推断的导弹轨迹学习与估计

7

作者 董宝阳 解晖 +1 位作者 刘久富 刘向武 《东北师大学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2024年第3期79-86,共8页

针对具有非线性批量状态的弹道导弹的状态难以预测和高斯变分推断估计方法存在迭代误差大、估计时间久等缺点,提出一种具有因子结构协方差的高斯变分推断方法.通过对协方差进行分解,将所有参数之间的协方差关系转化为矩阵中部分主要参... 针对具有非线性批量状态的弹道导弹的状态难以预测和高斯变分推断估计方法存在迭代误差大、估计时间久等缺点,提出一种具有因子结构协方差的高斯变分推断方法.通过对协方差进行分解,将所有参数之间的协方差关系转化为矩阵中部分主要参数之间的联系.同时采用随机梯度上升方法、重参数化技巧以及自适应学习率方法对变分下界以及变分参数进行迭代优化,获取最优参数.通过该算法对导弹状态估计实例分析,并与基于高斯变分推断的状态估计算法进行了比较.结果表明,提出的具有因子协方差结构的高斯变分推断方法,仿真计算时间平均缩减了23.6%,能够有效地提高导弹状态估计的计算效率,降低了计算误差. 展开更多

关键词 导弹轨迹估计 变分推断 协方差因子结构 参数学习

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基于不完全测量数据的飞行器轨迹参数估计 被引量：4

8

作者 李冬 刘学 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第1期117-124,共8页

提出基于稀疏优化的轨迹参数估计新方法,通过降低参数空间的维数改善模型的病态性。利用B样条函数实现轨迹参数的稀疏表示,根据轨迹参数与测量数据的关系建立估计轨迹参数的稀疏表示寻优模型,采用高斯牛顿法获得模型的解。寻优模型中待... 提出基于稀疏优化的轨迹参数估计新方法,通过降低参数空间的维数改善模型的病态性。利用B样条函数实现轨迹参数的稀疏表示,根据轨迹参数与测量数据的关系建立估计轨迹参数的稀疏表示寻优模型,采用高斯牛顿法获得模型的解。寻优模型中待估参数的数量取决于样条节点数,利用样条函数的高阶导数在节点处的不连续性建立了选取样条节点的稀疏优化模型,采用凸优化方法求解该模型,实现样条节点数的最小化。仿真结果表明,稀疏优化方法能够大幅度提高不完全测量段落轨迹参数的估计精度。 展开更多

关键词 不完全测量 轨迹参数估计 样条 稀疏优化

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水下运动平台的广义Radon变换目标参数估计方法

9

作者 孙大军 卢明洋 +2 位作者 梅继丹 王少伯 焦宏浩 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第11期2133-2142,共10页

针对传统目标运动分析算法受静止单平台可观测性限制的问题,本文提出了一种基于广义Radon变换的水下运动平台目标参数估计方法。在观测平台自身的运动参数已知的假设下,推导了目标方位与各运动参数的数学关系,在此基础上通过对平台声呐... 针对传统目标运动分析算法受静止单平台可观测性限制的问题,本文提出了一种基于广义Radon变换的水下运动平台目标参数估计方法。在观测平台自身的运动参数已知的假设下,推导了目标方位与各运动参数的数学关系,在此基础上通过对平台声呐测得的目标时间方位历程进行广义Radon变换,依次得到目标的航向角、速度以及目标相对于探测平台的初距,最终实现目标运动轨迹的解算。利用矢量阵的仿真数据对方法的可行性进行了分析验证,结果表明:作为一种批处理类方法,该方法无需进行迭代运算,易于实现,在较低信噪比条件下仍具有很好的估计精度和鲁棒性。 展开更多

关键词 目标参数估计 广义Radon变换 时间方位历程 水下运动平台 目标轨迹估计 匀速直航 加速度 矢量阵

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精确稀疏高斯变分推理非线性状态估计方法的研究

10

作者 方党生 汪恒宇 刘久富 《控制工程》 CSCD 北大核心 2024年第12期2274-2283,共10页

针对非线性系统的状态估计中对模型进行线性近似使得估计结果误差较大,进行批量状态估计时运算量过大以及运算效率低等问题,提出精确稀疏高斯变分推理(exactly sparse Gaussian variational inference,ESGVI)方法。首先,提出基于高斯变... 针对非线性系统的状态估计中对模型进行线性近似使得估计结果误差较大,进行批量状态估计时运算量过大以及运算效率低等问题,提出精确稀疏高斯变分推理(exactly sparse Gaussian variational inference,ESGVI)方法。首先,提出基于高斯变分推理的损失函数,将状态估计问题转化为利用数据对后验进行近似的问题。对提取的损失函数、均值以及协方差矩阵使用梯度下降法进行迭代更新。然后,利用逆协方差矩阵的稀疏性对所求期望进行边缘采样,以达到避免求导、简化计算的目的,再通过多维高斯求积得到完整的优化迭代方案。其次,利用所得的优化迭代方案对非线性系统进行批量状态估计。最后,采用无人机仿真模型实验验证了所提方法的有效性与精确性,同时将所提方法与最大后验估计(maximum a posteriori,MAP)方法相比,结果表明,所提方法能够明显降低状态估计误差,提高轨迹估计的精确性。 展开更多

关键词 精确稀疏高斯变分推理 参数学习 批量状态估计 非线性系统 无人机轨迹估计

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基于融合深度信息的自动喷雾车全局非线性轨迹优化方法 被引量：3

11

作者 刘慧 刘加林 +2 位作者 沈跃 朱嘉慧 李尚龙 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期33-42,共10页

针对传统的基于深度信息的喷雾车轨迹优化方法存在定位精度差、浮点漂移、深度信息帧易丢失等问题,提出了一种融合深度信息的全局非线性轨迹优化方法。在喷雾车前进过程中使用Real Sense传感器实时获取连续彩色信息帧,提取并优化重叠区... 针对传统的基于深度信息的喷雾车轨迹优化方法存在定位精度差、浮点漂移、深度信息帧易丢失等问题,提出了一种融合深度信息的全局非线性轨迹优化方法。在喷雾车前进过程中使用Real Sense传感器实时获取连续彩色信息帧,提取并优化重叠区域的FAST特征点,计算BRIEF描述子,通过快速最近邻算法进行特征匹配,并使用Nanoflann算法加速特征匹配过程。在获取连续关键帧的匹配点对后,对特征点对进行校验,剔除误匹配点对,利用对极几何融合深度信息计算两相邻关键帧部分匹配点对的本质矩阵,并针对剩余匹配点对进行重投影获取重投影误差。统筹全局连续关键帧,综合所有关键帧中匹配点的重投影误差,构建图优化,并通过Dogleg算法多次迭代获取当前喷雾车的精确位姿。该方法避免了单一依赖深度信息估计喷雾车轨迹时,出现位姿估计误差较大和深度信息帧丢失导致无法定位的问题。采用本文算法估计的喷雾车行驶轨迹更加接近于真实轨迹,其偏离真实轨迹误差均值下降了1. 07 cm,方差下降了2. 14 cm,超调量降低了2. 13 cm,提高了车行驶轨迹的鲁棒性。 展开更多

关键词 喷雾车 轨迹估计 非线性优化 融合 ORB算法 深度信息

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基于SVM和EKF的高超声速滑翔飞行器轨迹预报 被引量：7

12

作者 程云鹏 孙成志 闫晓东 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第11期2094-2105,共12页

高超声速滑翔飞行器(HGV)拦截问题中,轨迹预报是成功拦截的重要基础。针对HGV机动能力强、轨迹多变的特点,提出了一种基于支持向量机(SVM)和扩展卡尔曼滤波(EKF)的轨迹预报方法。在HGV的滑翔段机动模式分析的基础上,将HGV的机动运动分... 高超声速滑翔飞行器(HGV)拦截问题中,轨迹预报是成功拦截的重要基础。针对HGV机动能力强、轨迹多变的特点,提出了一种基于支持向量机(SVM)和扩展卡尔曼滤波(EKF)的轨迹预报方法。在HGV的滑翔段机动模式分析的基础上,将HGV的机动运动分解为纵向运动模式和侧向运动模式,进而对运动模式的特征参数予以标定,形成SVM的训练集。建立地基单雷达轨迹跟踪模型,采用EKF对HGV滑翔段轨迹进行稳定跟踪并实现对运动模式特征参数的估计。基于SVM,建立了HGV运动识别框架,实现了对HGV滑翔段轨迹的预报。对平衡滑翔和跳跃机动2种典型机动模式进行数学仿真验证,结果表明,所提方法可以提高对该类目标的轨迹预报精度。 展开更多

关键词 高超声速滑翔飞行器(HGV) 机动模式 支持向量机(SVM) 运动识别 轨迹估计和预报

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双CMOS成像系统中运动模糊图像的复原 被引量：4

13

作者 范赐恩 陈曦 +2 位作者 张立国 张虎 邓德祥 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第6期1389-1397,共9页

为获取高空间分辨率的清晰图像,设计了一种双CMOS成像系统。该系统的两片CMOS传感器可同时获取相同场景的图像,其中一片CMOS传感器获取高帧率、低空间分辨率的图像序列;另一片CMOS传感器获取低帧率、高空间分辨率的运动模糊图像。首先,... 为获取高空间分辨率的清晰图像,设计了一种双CMOS成像系统。该系统的两片CMOS传感器可同时获取相同场景的图像,其中一片CMOS传感器获取高帧率、低空间分辨率的图像序列;另一片CMOS传感器获取低帧率、高空间分辨率的运动模糊图像。首先,通过光流法计算高帧率、低空间分辨率CMOS传感器获取图像序列的全局运动路径,在能量守恒和能量与积分时间成正比2个约束条件下估计运动模糊核初始值,通过贝叶斯准则交替迭代优化运动模糊核。最后,利用TV-L1方法从低帧率、高空间分辨率CMOS传感器获取的模糊图像中快速、有效地恢复出清晰图像。仿真和实验结果表明:有38%以上的仿真图像复原结果误差率小于2,且受噪声影响小,复原图像的振铃小。另外,能有效去除实拍图像的空间移不变运动模糊。 展开更多

关键词 运动模糊 运动轨迹估计 模糊核 CMOS传感器 图像复原

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基于海底基准的中远程PNT定位导航技术及验证 被引量：3

14

作者 郑翠娥 程驰宇 +1 位作者 韩云峰 张居成 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第11期2018-2026,共9页

针对海底基准中远程声学定位导航的声线翻转修正困难引起的有效声速获取不准和长传播延时引起的静态模型近似误差问题,本文依据射线声学理论和长基线定位原理,研究了一种中远程声学定位导航方法。该方法根据先验深度信息对翻转声线进行... 针对海底基准中远程声学定位导航的声线翻转修正困难引起的有效声速获取不准和长传播延时引起的静态模型近似误差问题,本文依据射线声学理论和长基线定位原理,研究了一种中远程声学定位导航方法。该方法根据先验深度信息对翻转声线进行声线跟踪修正,并构建目标运动轨迹、速度联合解算模型以补偿静态模型近似误差,实现动态目标中远程高精度定位导航。中远程海底基准系统海上性能验证结果表明:以超短基线定位结果作为外符合真值对系统和本文方法的性能进行评估,目标在距离海底基准20 km处达到了16.87 m的定位精度,满足中远程高精度定位导航需求。 展开更多

关键词 海底基准 中远程定位导航 长基线定位 声线翻转 动态定位模型 声线跟踪 轨迹估计 高精度定位

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基于R-FCN框架的多候选关联在线多目标跟踪 被引量：7

15

作者 鄂贵 王永雄 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2020年第1期29-37,共9页

在线多目标跟踪是实时视频序列分析的重要前提。针对在线多目标跟踪中目标检测可靠性低、跟踪丢失较多、轨迹不平滑等问题,提出了基于R-FCN网络框架的多候选关联的在线多目标跟踪模型。首先,通过基于R-FCN网络从KF预测结果和检测结果中... 在线多目标跟踪是实时视频序列分析的重要前提。针对在线多目标跟踪中目标检测可靠性低、跟踪丢失较多、轨迹不平滑等问题,提出了基于R-FCN网络框架的多候选关联的在线多目标跟踪模型。首先,通过基于R-FCN网络从KF预测结果和检测结果中获取更可靠的候选框,然后利用Siamese网络进行基于外观特征的相似性度量,实现候选与轨迹之间的数据关联,最后通过RANSAC算法优化跟踪轨迹。在人流密集和目标被部分遮挡的复杂场景中,提出的算法具有较高的目标识别和跟踪能力,大幅减少漏检和误检现象,跟踪轨迹更加连续平滑。实验结果表明,在同等条件下,与当前已有的方法对比,本文提出在目标跟踪准确度(MOTA)、丢失轨迹数(ML)和误报次数(FN)等多个性能指标均有较大提升。 展开更多

关键词 多目标跟踪 候选模型 孪生网络 轨迹估计

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