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基于UKF-SOFNN的近距机动目标跟踪滤波算法
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作者 魏高乐 《现代防御技术》 北大核心 2011年第5期119-124,共6页
对于多目标杂波环境中的机动目标跟踪,由于目标集群中各个目标间的空间距离可能小于探测器的空间分辨率,因而可能出现误跟、诱饵欺骗与杂波虚警等一系列严重后果。对此,提出一种综合运用UKF(不敏卡尔曼滤波)和SOFNN(自组织模糊神经网络)... 对于多目标杂波环境中的机动目标跟踪,由于目标集群中各个目标间的空间距离可能小于探测器的空间分辨率,因而可能出现误跟、诱饵欺骗与杂波虚警等一系列严重后果。对此,提出一种综合运用UKF(不敏卡尔曼滤波)和SOFNN(自组织模糊神经网络)的UKF-SOFNN滤波跟踪算法,将机动目标模型视作严格的非线性系统,利用UKF-SOFNN对非线性参数的辨识能力提高对锁定机动目标的跟踪能力。仿真实例表明,该算法能有效地辨识目标群中的目标,并进行可靠的跟踪。 展开更多
关键词 近距机动目标跟踪 不敏卡尔曼滤波 自组织模糊神经网络 ukf—sofnn滤波
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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
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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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简化UKF滤波在SINS大失准角初始对准中的应用 被引量:105
3
作者 严恭敏 严卫生 徐德民 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 2008年第3期253-264,共12页
基于欧拉平台误差角的概念提出了大失准角误差条件下的捷联惯导系统(SINS)非线性初始对准误差模型,该模型无法再用经典的加性噪声模型描述。为了降低滤波计算量,在系统模型噪声和量测噪声均为复杂加性噪声并且量测方程是线性方程时,推... 基于欧拉平台误差角的概念提出了大失准角误差条件下的捷联惯导系统(SINS)非线性初始对准误差模型,该模型无法再用经典的加性噪声模型描述。为了降低滤波计算量,在系统模型噪声和量测噪声均为复杂加性噪声并且量测方程是线性方程时,推导了简化的UKF(unscented Kalman filter)滤波方法,简化UKF滤波公式显示:除通过非线性状态方程使用UT(unscented transformation)变换进行状态及其方差预测外,其它滤波步骤与标准Kalman滤波完全相同。最后,对静基座下SINS初始对准进行了仿真试验,结果表明大失准角条件下的SINS误差模型和简化UKF滤波估计方法是有效的。 展开更多
关键词 ukf滤波 捷联惯导系统 初始对准 大失准角 仿真
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UKF和KF两级滤波的雷达与红外配准算法 被引量:5
4
作者 潘平俊 冯新喜 +3 位作者 孙鹏 刘佳 刘英坤 李锋 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2008年第4期28-34,共7页
针对雷达与红外传感器的时间和空间偏差配准问题,给出时空偏差配准模型,提出了一种时空偏差实时估计算法。该算法将目标的运动状态和传感器偏差组合在同一状态方程中,构建扩维状态的系统动态方程和量测方程,并通过对量测方程的非线性分... 针对雷达与红外传感器的时间和空间偏差配准问题,给出时空偏差配准模型,提出了一种时空偏差实时估计算法。该算法将目标的运动状态和传感器偏差组合在同一状态方程中,构建扩维状态的系统动态方程和量测方程,并通过对量测方程的非线性分析,采用UKF和KF两级滤波的方法进行目标状态和配准偏差的联合估计。仿真结果表明,与采用UKF滤波的方法相比,该算法具有更高的估计精度,而且减小了计算量。 展开更多
关键词 时空配准 ukf滤波 KF滤波 两级滤波
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UKF强跟踪滤波在组合导航故障诊断中的应用 被引量:6
5
作者 程洪炳 倪世宏 +2 位作者 黄国荣 刘华伟 姜正勇 《压电与声光》 CSCD 北大核心 2011年第6期901-905,共5页
针对组合导航系统故障诊断,在强跟踪滤波理论的基础上,对无迹卡尔曼(UKF)强跟踪滤波法进行了研究。UKF强跟踪滤波法兼具UKF和强跟踪滤波器的优点:较强的处理非线性问题的能力和强跟踪能力。最后,将该方法应用于组合导航系统故障诊断,设... 针对组合导航系统故障诊断,在强跟踪滤波理论的基础上,对无迹卡尔曼(UKF)强跟踪滤波法进行了研究。UKF强跟踪滤波法兼具UKF和强跟踪滤波器的优点:较强的处理非线性问题的能力和强跟踪能力。最后,将该方法应用于组合导航系统故障诊断,设置不同的故障模式,与强跟踪滤波法进行了对比仿真研究。从仿真结果可看出,两种方法对硬故障的灵敏度接近,UKF强跟踪滤波法对软故障的灵敏度明显高于强跟踪滤波方法。由此证明UKF强跟踪滤波器对于突变状态具有强跟踪能力,对于缓变故障具有优于其他方法(强跟踪滤波)的敏感能力,提高了组合导航系统的精度、可靠性和安全性,可应用于工程实际。 展开更多
关键词 组合导航系统 强跟踪滤波 无迹卡尔曼(ukf) 故障诊断 灵敏度
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基于X射线脉冲星自主导航中UKF滤波算法的仿真研究 被引量:3
6
作者 桂先洲 李志豪 黎胜亮 《航天控制》 CSCD 北大核心 2010年第6期33-37,共5页
基于X射线脉冲星的航天器导航是新的自主导航技术。鉴于该导航系统所建的状态方程和测量方程都是非线性的,本文给出在X射线脉冲星导航中采用UKF(Unscented Kalman Filter)算法仿真研究,并与传统的EKF(Extended Kalman Filter)算法进行... 基于X射线脉冲星的航天器导航是新的自主导航技术。鉴于该导航系统所建的状态方程和测量方程都是非线性的,本文给出在X射线脉冲星导航中采用UKF(Unscented Kalman Filter)算法仿真研究,并与传统的EKF(Extended Kalman Filter)算法进行对比分析,仿真结果显示,采用UKF算法时的导航精度比EKF算法有显著提高。 展开更多
关键词 自主导航 X射线脉冲星 非线性滤波 ukf滤波仿真
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改进型UKF滤波算法的卫星姿态估计 被引量:3
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作者 姜雪原 马广富 胡庆雷 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第4期544-549,共6页
针对矢量观测的三轴稳定卫星的姿态估计问题,提出了一种改进的UKF(unscented Kalman filter)滤波算法.它通过引入简化球形分布Sigma点UT变换(SSUT),使得Sigma点的数量减少,从而在与UKF算法估计精度相当的情况下,计算量大大减少.同时,该... 针对矢量观测的三轴稳定卫星的姿态估计问题,提出了一种改进的UKF(unscented Kalman filter)滤波算法.它通过引入简化球形分布Sigma点UT变换(SSUT),使得Sigma点的数量减少,从而在与UKF算法估计精度相当的情况下,计算量大大减少.同时,该算法依据姿态四元数与修正罗德里格参数之间的变换关系以及Sigma点的本质属性,保证了在姿态估计过程中四元数满足归一化约束,并且给出了过程噪声方差阵的选取方法.与扩展卡尔曼滤波(EKF)相比,无需计算Jacobian矩阵且具有更高的估计精度,并且对初始姿态误差更具有较好的鲁棒性.数值仿真表明该方法能很好地改善滤波效果,提高了估计精度,同时减小了计算量. 展开更多
关键词 ukf滤波 姿态估计 非线性滤波 修正罗德里格参数
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UKF容错滤波在脉冲星组合导航中的应用 被引量:2
8
作者 杨成伟 郑建华 高东 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第6期759-762,共4页
针对X射线脉冲星组合导航系统中测量野值导致的导航精度下降问题,利用基于残差正交性的Unscented Kalman Filter(UKF)容错滤波方法进行野值修正。在深空巡航段,采用基于X射线脉冲星和太阳观测的组合导航方式,用X射线探测器测量脉冲星光... 针对X射线脉冲星组合导航系统中测量野值导致的导航精度下降问题,利用基于残差正交性的Unscented Kalman Filter(UKF)容错滤波方法进行野值修正。在深空巡航段,采用基于X射线脉冲星和太阳观测的组合导航方式,用X射线探测器测量脉冲星光子到达时间,利用太阳敏感器测量太阳视线方向矢量,并利用联邦滤波结构进行信息融合。仿真结果表明,基于UKF的容错滤波算法在脉冲星组合导航系统的应用中,能够对野值进行实时修正,避免了导航精度下降,提高了系统的鲁棒性和工程实用价值。 展开更多
关键词 脉冲星 太阳敏感器 ukf滤波 野值检测 容错滤波
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基于模糊逻辑的自适应强跟踪UKF定位滤波算法 被引量:3
9
作者 金天 王玉宝 +1 位作者 丛丽 秦红磊 《高技术通讯》 CAS CSCD 北大核心 2012年第4期348-354,共7页
提出了一种用于GPS位置估计的模糊自适应强跟踪UKF(FAST-UKF)滤波算法。该算法采用强跟踪的自适应算法用以解决传统UKF算法容易受初始值和模型误差影响的问题;同时采用模糊逻辑系统解决强跟踪算法的参数估计问题,通过模糊逻辑系统... 提出了一种用于GPS位置估计的模糊自适应强跟踪UKF(FAST-UKF)滤波算法。该算法采用强跟踪的自适应算法用以解决传统UKF算法容易受初始值和模型误差影响的问题;同时采用模糊逻辑系统解决强跟踪算法的参数估计问题,通过模糊逻辑系统实时监测滤波器的工作状况,实时对强跟踪算法的参数进行估计和调整,确保滤波器正常工作。仿真定位结果表明,模糊自适应强跟踪UKF算法相比UKF算法、传统的自适应UKF算法和强跟踪UKF算法更能够及时地适应载体运动规律变化,同时定位性能也有所提高。 展开更多
关键词 无轨迹卡尔曼滤波(ukf) 模糊逻辑 自适应算法 强跟踪算法
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UKF容错滤波方法在自主导航中的应用研究 被引量:1
10
作者 荣思远 常亚武 崔乃刚 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第4期605-608,共4页
地磁场向量可描述成卫星的位置函数,以地磁场强度向量为观测量,利用三轴磁强计的测量信息即可实现近地卫星的自主导航。但当测量值存在野值时,滤波会出现偏差、收敛变慢甚至发散。将UKF滤波容错方法用于磁测自主导航,构造出一种基于残... 地磁场向量可描述成卫星的位置函数,以地磁场强度向量为观测量,利用三轴磁强计的测量信息即可实现近地卫星的自主导航。但当测量值存在野值时,滤波会出现偏差、收敛变慢甚至发散。将UKF滤波容错方法用于磁测自主导航,构造出一种基于残差正交性判别的UKF(Unsend Kalman Filter)容错滤波方法,来实现野值的实时修正和故障诊断,使滤波器具有较强的鲁棒性。仿真结果表明该方法有效。 展开更多
关键词 自主导航 ukf 容错滤波 磁强计
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硅微陀螺信号的自适应UKF滤波处理 被引量:3
11
作者 吉训生 王寿荣 《高技术通讯》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第6期623-627,共5页
针对硅微陀螺零偏重复性差和漂移信号中非线性因素的存在,提出利用AR模型系数实时递推方法对漂移信号进行AR建模,并建立相应的状态方程和量测方程;基于方差膨胀原则的自适应无迹Kalman滤波(AUKF)方法对漂移信号进行处理,采用简化的AUKF... 针对硅微陀螺零偏重复性差和漂移信号中非线性因素的存在,提出利用AR模型系数实时递推方法对漂移信号进行AR建模,并建立相应的状态方程和量测方程;基于方差膨胀原则的自适应无迹Kalman滤波(AUKF)方法对漂移信号进行处理,采用简化的AUKF滤波过程提高漂移信号滤波的实时性。静态信号和动态测试处理结果表明,简化的AUKF算法效果明显优于UKF滤波和Kalman滤波(KF),滤波后硅微陀螺零偏稳定性提高倍数分别是UKF和KF的3倍和2倍,动态信号滤波后误差减少倍数分别是UKF和KF的1.46和1.34,信号均值不变,但AUKF需要较多的信号处理时间。 展开更多
关键词 硅微陀螺 无迹Kalman滤波(ukf) 自适应估计 非线性滤波 AR模型
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UKF滤波在INS/无源北斗组合导航系统中的应用 被引量:5
12
作者 胡攀 高社生 +1 位作者 倪龙强 杨凯 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2009年第5期69-72,共4页
为解决无源北斗量测方程的非线性问题,提出将Unscented卡尔曼滤波(UKF)用于惯性导航系统(INS)/无源北斗组合导航系统,避免了利用传统的泰勒展开式逼近法对量测方程进行线性化处理所带来的截断误差。仿真结果表明,UKF方法有效地解决了卡... 为解决无源北斗量测方程的非线性问题,提出将Unscented卡尔曼滤波(UKF)用于惯性导航系统(INS)/无源北斗组合导航系统,避免了利用传统的泰勒展开式逼近法对量测方程进行线性化处理所带来的截断误差。仿真结果表明,UKF方法有效地解决了卡尔曼滤波中系统量测方程的非线性问题,并使INS/无源北斗组合导航系统的导航精度得到大幅提高。 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) 无源北斗导航定位系统
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结合UKF和小波变换的改进粒子滤波及其在机车驾驶员人眼跟踪中的应用 被引量:1
13
作者 张祖涛 张家树 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第2期73-78,共6页
非接触式的人眼跟踪研究对于机车驾驶员疲劳检测有着重要意义。为了解决机车驾驶员人眼跟踪方法对头部旋转、光照变化以及人眼运动的强非线性等问题的过于敏感,提出一种结合UKF(Unscented Kalman Fil-ter)滤波和小波变换的改进粒子算法... 非接触式的人眼跟踪研究对于机车驾驶员疲劳检测有着重要意义。为了解决机车驾驶员人眼跟踪方法对头部旋转、光照变化以及人眼运动的强非线性等问题的过于敏感,提出一种结合UKF(Unscented Kalman Fil-ter)滤波和小波变换的改进粒子算法的机车驾驶员人眼跟踪方法。将UKF滤波算法得到的滤波状态均值和方差,用于粒子滤波算法中下次采样新的粒子;然后利用小波变换的去噪原理,降低粒子滤波重要性权值的方差,以提高实际驾驶条件下机车司机人眼跟踪的准确性和鲁棒性。理论分析和实验结果表明:该方法不仅可以提高对头部旋转、光照变化以及人眼运动的强非线性等问题的鲁棒性,而且具有更好的估计精度。 展开更多
关键词 眼跟踪 ukf滤波 粒子滤波 小波变换
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用一种自适应UKF滤波器跟踪机动目标 被引量:1
14
作者 邓江安 孔祥维 +1 位作者 孙庆鹏 卢聪聪 《火力与指挥控制》 CSCD 北大核心 2008年第S1期56-59,共4页
在非线性系统中用自适应Kalman滤波器跟踪机动目标时,必须采用扩展Kalman形式,但扩展Kalman有精度低、易发散的缺点。在标准UKF滤波器的基础上,应用无迹变换将测量坐标系下的滤波残差统计特性转换到三维笛卡儿坐标系下,根据三维坐标下... 在非线性系统中用自适应Kalman滤波器跟踪机动目标时,必须采用扩展Kalman形式,但扩展Kalman有精度低、易发散的缺点。在标准UKF滤波器的基础上,应用无迹变换将测量坐标系下的滤波残差统计特性转换到三维笛卡儿坐标系下,根据三维坐标下的滤波残差变化实时改变过程噪声协方差矩阵的大小,实现了自适应UKF滤波。滤波器既具备UKF滤波器精度高,不易发散的优点,同时不需了解目标机动的先验信息。仿真表明了本滤波器的有效性。 展开更多
关键词 目标跟踪 自适应滤波 无迹变换 ukf
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基于UKF的大气层外飞行器光学卫星跟踪滤波方法 被引量:2
15
作者 唐毓燕 江涌 《现代防御技术》 北大核心 2022年第5期1-7,共7页
结合飞行器技术与探测跟踪技术的快速发展,针对飞行器星座探测跟踪应用背景,提出了一种基于UKF的大气层外飞行器光学卫星跟踪滤波方法,解决了合理观测距离情况下对大气层外飞行器光学卫星高精度跟踪与30 s内速度估计误差快速收敛问题,... 结合飞行器技术与探测跟踪技术的快速发展,针对飞行器星座探测跟踪应用背景,提出了一种基于UKF的大气层外飞行器光学卫星跟踪滤波方法,解决了合理观测距离情况下对大气层外飞行器光学卫星高精度跟踪与30 s内速度估计误差快速收敛问题,仿真验证了算法的有效性及相较于EKF滤波一定程度的优越性。 展开更多
关键词 光学卫星 ukf滤波 大气层外飞行器
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基于UKF滤波的时差定位与跟踪 被引量:1
16
作者 安振 姜秋喜 《现代防御技术》 北大核心 2008年第6期116-119,123,共5页
由于无源时差定位隐蔽性强,抗干扰性好,定位精度高,相对于测向时差联合定位需要处理的数据少,因此是网络雷达中最主要的定位方式。提出将UKF滤波算法应用到网络雷达的时差定位跟踪中。计算机仿真实验表明,应用UKF算法比以往EKF类算法在... 由于无源时差定位隐蔽性强,抗干扰性好,定位精度高,相对于测向时差联合定位需要处理的数据少,因此是网络雷达中最主要的定位方式。提出将UKF滤波算法应用到网络雷达的时差定位跟踪中。计算机仿真实验表明,应用UKF算法比以往EKF类算法在滤波性能上有明显的提高。 展开更多
关键词 网络雷达 不敏卡尔曼滤波(ukf) 扩展卡尔曼滤波(EKF) 时差定位
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基于UKF滤波模糊PID控制的太阳跟踪系统 被引量:1
17
作者 刘晓悦 徐如敬 《河北联合大学学报(自然科学版)》 CAS 2013年第2期63-67,共5页
太阳跟踪系统是一个复杂的非线性系统,为了提高太阳跟踪系统的跟踪性能和稳态精度,针对其结构参数变化大、易受到噪声和干扰影响的特点,提出了一套基于UKF滤波的模糊PID控制器。该模糊控制器是将传统的PID控制算法与模糊控制算法相结合... 太阳跟踪系统是一个复杂的非线性系统,为了提高太阳跟踪系统的跟踪性能和稳态精度,针对其结构参数变化大、易受到噪声和干扰影响的特点,提出了一套基于UKF滤波的模糊PID控制器。该模糊控制器是将传统的PID控制算法与模糊控制算法相结合,采用UKF滤波算法去除干扰和噪声对系统的影响。由Matlab仿真结果表明,此跟踪系统相比传统的跟踪系统具有良好的动态和稳态性能,鲁棒性增强,跟踪性能显著提高。 展开更多
关键词 太阳跟踪系统 ukf滤波 模糊PID MATLAB仿真
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应用UKF顺序滤波的组合导航研究
18
作者 史俊莉 《郑州轻工业学院学报(自然科学版)》 CAS 2014年第5期78-82,共5页
针对组合导航中传统卡尔曼滤波(KF)需要计算雅可比矩阵,当模型过于复杂或者雅可比矩阵无法求取时就很难处理的问题,在UKF滤波方法的基础上,提出了UKF顺序滤波的方法.该方法应用UKF滤波,兼顾GPS信息及惯导信息,逐次利用新信息来更正估计... 针对组合导航中传统卡尔曼滤波(KF)需要计算雅可比矩阵,当模型过于复杂或者雅可比矩阵无法求取时就很难处理的问题,在UKF滤波方法的基础上,提出了UKF顺序滤波的方法.该方法应用UKF滤波,兼顾GPS信息及惯导信息,逐次利用新信息来更正估计值.将该方法用于船用组合导航进行了仿真,仿真结果证明了算法的有效性. 展开更多
关键词 组合导航 惯性导航 顺序滤波 卡尔曼滤波 ukf滤波 最优估计
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UKF滤波算法在弹箭落点估计中的应用 被引量:4
19
作者 曾凡桥 陈国光 +1 位作者 高小东 刘霖 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2017年第1期73-76,共4页
依据部分弹道的弹道轨迹测量数据,准确预报弹道落点,是弹道修正弹药智能化的关键技术。综合考虑滤波精度和算法复杂度,文中采用质点弹道模型和无迹卡尔曼滤波(unscented Kalman filter)方法,建立了弹道滤波模型和外推弹道模型。通过对... 依据部分弹道的弹道轨迹测量数据,准确预报弹道落点,是弹道修正弹药智能化的关键技术。综合考虑滤波精度和算法复杂度,文中采用质点弹道模型和无迹卡尔曼滤波(unscented Kalman filter)方法,建立了弹道滤波模型和外推弹道模型。通过对雷达测量数据的处理结果表明,UKF弹道滤波模型和质点外推模型有较高的精度。 展开更多
关键词 ukf 弹道落点 雷达 弹道滤波
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目标机动频率自适应估计的UKF滤波算法研究 被引量:2
20
作者 董霓 徐俊艳 《现代防御技术》 北大核心 2016年第6期72-79,共8页
研究了反弹道导弹中机动目标的拦截问题,提出了一种基于机动频率自适应的UKF滤波估计算法,将实时估计得到的机动频率应用于目标运动状态的滤波过程中,从而对目标运动信息进行快速而有效的估计。仿真结果表明,这种自适应估计算法,较固定... 研究了反弹道导弹中机动目标的拦截问题,提出了一种基于机动频率自适应的UKF滤波估计算法,将实时估计得到的机动频率应用于目标运动状态的滤波过程中,从而对目标运动信息进行快速而有效的估计。仿真结果表明,这种自适应估计算法,较固定机动频率的滤波算法,有较快的目标估计速度,较高的目标估计精度,能有效的跟踪和应对目标机动加速度的快速变化,有效避免了由于不能及时跟踪的目标运动信息而导致较大脱靶量的现象。 展开更多
关键词 机动频率 自适应估计 目标跟踪 ukf滤波 机动目标拦截 机动运动模型
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