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加权观测融合非线性无迹卡尔曼滤波算法 被引量:18
1
作者 郝钢 叶秀芬 陈亭 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第6期753-758,共6页
针对非线性系统的无迹卡尔曼滤波器(UKF),应用加权最小二乘(WLS)法,提出了加权观测融合UKF滤波算法.证明了加权观测融合UKF滤波算法与集中式观测融合UKF滤波算法在数值上的完全等价性,因而具有全局最优性.一个带两传感器非线性系统的仿... 针对非线性系统的无迹卡尔曼滤波器(UKF),应用加权最小二乘(WLS)法,提出了加权观测融合UKF滤波算法.证明了加权观测融合UKF滤波算法与集中式观测融合UKF滤波算法在数值上的完全等价性,因而具有全局最优性.一个带两传感器非线性系统的仿真例子说明了两种融合算法的有效性及等价性. 展开更多
关键词 非线性滤波 无迹卡尔曼滤波器 加权观测融合
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自校正多传感器观测融合Kalman估值器及其收敛性分析 被引量:9
2
作者 邓自立 郝钢 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第5期845-852,共8页
对于带未知噪声方差的多传感器系统,应用加权最小二乘(WLS)法得到了一个加权融合观测方程,且它与状态方程构成一个等价的观测融合系统.应用现代时间序列分析方法,基于观测融合系统的滑动平均(MA)新息模型参数的在线辨识,可在线估计未知... 对于带未知噪声方差的多传感器系统,应用加权最小二乘(WLS)法得到了一个加权融合观测方程,且它与状态方程构成一个等价的观测融合系统.应用现代时间序列分析方法,基于观测融合系统的滑动平均(MA)新息模型参数的在线辨识,可在线估计未知噪声方差,进而提出了一种加权观测融合自校正Kalman估值器,可统一处理自校正融合滤波、预报和平滑问题,并用动态误差系统分析方法证明了它的收敛性,即若MA新息模型参数估计是一致的,则它按实现或按概率1收敛到全局最优加权观测融合Kalman估值器,因而具有渐近全局最优性.一个带3传感器跟踪系统的仿真例子说明了其有效性. 展开更多
关键词 多传感器信息融合 加权观测融合 自校正Kalman估值器 噪声方差估计 收敛性分析 现代时间序列分析方法
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带未知衰减观测率多传感器系统的自校正加权观测融合估计 被引量:7
3
作者 史腾飞 孙书利 《系统科学与数学》 CSCD 北大核心 2018年第10期1110-1116,共7页
对带未知衰减观测率的多传感器线性离散时不变系统,通过相关函数在线辨识不同传感器的衰减观测期望和方差,将在线辨识的参数代入到最优加权观测融合滤波算法中得到自校正加权观测融合滤波算法.分析了参数辨识的一致性和自校正加权观测... 对带未知衰减观测率的多传感器线性离散时不变系统,通过相关函数在线辨识不同传感器的衰减观测期望和方差,将在线辨识的参数代入到最优加权观测融合滤波算法中得到自校正加权观测融合滤波算法.分析了参数辨识的一致性和自校正加权观测融合滤波算法的收敛性.仿真例子验证了算法的有效性. 展开更多
关键词 多传感器系统 衰减观测 相关函数 加权观测融合 自校正融合估计
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相关观测融合Kalman估值器及其全局最优性 被引量:3
4
作者 冉陈键 顾磊 邓自立 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第2期174-178,共5页
对于带相关观测噪声和带不同观测阵的多传感器线性离散时变随机控制系统,用加权最小二乘法(WLS)提出了两种加权观测融合Kalman估值器,它们包括状态滤波、状态预报和状态平滑.基于信息滤波器形式下的Kalman滤波器,证明了在相同初值下,它... 对于带相关观测噪声和带不同观测阵的多传感器线性离散时变随机控制系统,用加权最小二乘法(WLS)提出了两种加权观测融合Kalman估值器,它们包括状态滤波、状态预报和状态平滑.基于信息滤波器形式下的Kalman滤波器,证明了在相同初值下,它们在数值上恒等于相应的集中式观测融合Kalman估值器,因而具有全局最优性.但是它们可明显减轻计算负担.数值仿真例子验证了它们在功能上等价于集中式观测融合Kalman估值器. 展开更多
关键词 多传感器信息融合 加权观测融合 相关观测噪声 KALMAN滤波器 全局最优性
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带相关噪声的加权观测融合估计算法及其全局最优性 被引量:4
5
作者 王欣 朱齐丹 孙书利 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2010年第10期2057-2061,共5页
针对多传感器线性离散定常随机控制系统,当具有相关噪声且每个传感器带不同观测阵时,基于矩阵满秩分解与加权最小二乘理论,提出了新的加权观测融合估计算法。该算法首先将多个传感器的观测折算到一个等效的传感器上,对等效的传感器系统... 针对多传感器线性离散定常随机控制系统,当具有相关噪声且每个传感器带不同观测阵时,基于矩阵满秩分解与加权最小二乘理论,提出了新的加权观测融合估计算法。该算法首先将多个传感器的观测折算到一个等效的传感器上,对等效的传感器系统进行估计,证明了其估计结果相同于集中式融合稳态Kalman估计结果,因而它同样具有渐近全局最优性,且可明显减小计算负担,便于实时应用。仿真实验结果表明了该算法的有效性。 展开更多
关键词 相关噪声 满秩分解 加权观测融合 集中式融合
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带未知观测丢失率的自校正加权观测融合估计 被引量:4
6
作者 史腾飞 段广全 孙书利 《黑龙江大学工程学报》 2017年第3期71-75,共5页
对于带未知丢失观测率的离散线性随机系统,应用伯努利随机变量来描述观测丢失现象。采用相关函数法辨识丢失观测率。应用加权最小二乘法(WLS)把高维的观测向量进行压缩得到加权观测融合方程。将实时辨识的观测丢失率代入最优加权观测融... 对于带未知丢失观测率的离散线性随机系统,应用伯努利随机变量来描述观测丢失现象。采用相关函数法辨识丢失观测率。应用加权最小二乘法(WLS)把高维的观测向量进行压缩得到加权观测融合方程。将实时辨识的观测丢失率代入最优加权观测融合滤波器中得到自校正加权观测融合滤波算法。所获得的自校正加权观测融合滤波器收敛于最优融合滤波器。仿真例子验证了算法的有效性。 展开更多
关键词 丢失观测率 自校正 KALMAN滤波器 加权观测融合
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多传感器协同辨识自校正加权观测融合Kalman滤波器 被引量:3
7
作者 叶秀芬 郝钢 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第3期918-924,共7页
对于带未知噪声统计的多传感器系统,利用最小二乘法将观测方程统一处理,形成新的跟踪系统,处理后的观测结果之差可以产生多组新的白噪声序列,利用各组白噪声的相关函数阵解矩阵方程组,可解得各传感器观测噪声方差Ri。通过状态方程和观... 对于带未知噪声统计的多传感器系统,利用最小二乘法将观测方程统一处理,形成新的跟踪系统,处理后的观测结果之差可以产生多组新的白噪声序列,利用各组白噪声的相关函数阵解矩阵方程组,可解得各传感器观测噪声方差Ri。通过状态方程和观测方程以及观测噪声估值,利用相关函数,可求得ΓQwΓT的估计,进而得到自校正加权观测融合Kalman滤波器。一个带有3传感器目标跟踪系统的仿真例子说明了其收敛速度快,估计精确等特点。 展开更多
关键词 噪声统计估计 辨识 KALMAN滤波 加权观测融合
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带相关噪声的观测融合稳态Kalman滤波算法及其最优性 被引量:2
8
作者 顾磊 惠玉松 邓自立 《科学技术与工程》 2008年第2期328-332,共5页
对于带相关的输入白噪声和观测白噪声及相关观测白噪声的多传感器线性离散定常随机系统,用加权最小二乘(WLS)法提出了一种加权观测融合稳态Kalman滤波算法,并基于信息滤波器证明了它同集中式观测融合稳态Kalman滤波算法功能的等价性。因... 对于带相关的输入白噪声和观测白噪声及相关观测白噪声的多传感器线性离散定常随机系统,用加权最小二乘(WLS)法提出了一种加权观测融合稳态Kalman滤波算法,并基于信息滤波器证明了它同集中式观测融合稳态Kalman滤波算法功能的等价性。因而,它具有渐近全局最优性,且可减少计算负担。一个跟踪系统数值仿真例子验证了它的功能等价性。 展开更多
关键词 多传感器信息融合 加权观测融合 相关噪声 稳态Kalman滤波 渐近全局最优性
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非线性加权观测融合粒子滤波器 被引量:3
9
作者 李云 孙书利 郝钢 《华中科技大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第2期115-120,共6页
提出了一种非线性多传感器系统加权观测融合粒子滤波器.首先利用泰勒级数使非线性多传感器系统观测方程具有近似的线性关系.然后,利用加权观测融合(WMF)算法和粒子滤波器(PF),提出了一种具有普适性的加权观测融合粒子滤波器(WMF-PF).WMF... 提出了一种非线性多传感器系统加权观测融合粒子滤波器.首先利用泰勒级数使非线性多传感器系统观测方程具有近似的线性关系.然后,利用加权观测融合(WMF)算法和粒子滤波器(PF),提出了一种具有普适性的加权观测融合粒子滤波器(WMF-PF).WMF-PF可处理带任何噪声统计的非线性系统融合问题.该算法可压缩多个传感器的观测信息,降低系统的计算负担,提高系统的实时性能.随着泰勒级数展开项的增加,WMF-PF渐近逼近集中式观测融合粒子滤波器(CMF-PF),因此该算法具有渐近的全局最优性.最后,通过两个仿真例子验证了该算法的有效性. 展开更多
关键词 粒子滤波器 非线性系统 加权观测融合 泰勒级数展开 渐近最优性
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不受约束的全局最优加权观测融合估计 被引量:1
10
作者 王欣 朱齐丹 孙书利 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2010年第24期22-25,76,共5页
利用矩阵满秩分解方法,基于加权最小二乘理论提出了一种不受各传感器观测阵是否相同、观测噪声是否相关约束限制的加权观测融合估计算法。证明了其估计结果每时刻恒同于集中式融合Kalman估计结果,因而具有全局最优性,且可明显减小计算负... 利用矩阵满秩分解方法,基于加权最小二乘理论提出了一种不受各传感器观测阵是否相同、观测噪声是否相关约束限制的加权观测融合估计算法。证明了其估计结果每时刻恒同于集中式融合Kalman估计结果,因而具有全局最优性,且可明显减小计算负担,便于实时应用。通过对GPS目标跟踪系统的两种方案进行仿真说明了它的功能等价性、快速性以及最优性。 展开更多
关键词 满秩分解 加权最小二乘 加权观测融合 集中式融合
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多传感器加权观测融合自适应UKF滤波器 被引量:2
11
作者 郝钢 叶秀芬 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第6期1400-1408,共9页
对于带有相同观测方程和未知噪声统计的非线性多传感器系统,提出了一种基于Sage-Husa估计的自适应UKF滤波算法。该算法利用导出的平稳随机序列的相关函数估计系统观测噪声方差统计R(j),并证明了其收敛性。进而利用Sage-Husa估计算法得... 对于带有相同观测方程和未知噪声统计的非线性多传感器系统,提出了一种基于Sage-Husa估计的自适应UKF滤波算法。该算法利用导出的平稳随机序列的相关函数估计系统观测噪声方差统计R(j),并证明了其收敛性。进而利用Sage-Husa估计算法得到自适应UKF滤波算法。该方法避免了传统Sage和Husa的自适应滤波算法不能处理Q和R均未知的系统的局限性。为了将多传感器信息加以充分利用,提高滤波精度,本文利用加权最小二乘法(WLS),实现了多传感器加权观测融合自适应UKF滤波器。一个带3传感器非线性系统的仿真例子说明了该算法的有效性。 展开更多
关键词 自适应滤波 Unscented卡尔曼滤波器 加权观测融合
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带不确定参数和噪声方差的鲁棒观测融合Kalman滤波器 被引量:2
12
作者 杨春山 王雪梅 邓自立 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第12期1635-1640,共6页
对带不确定参数和噪声方差的多传感器定常系统,引入虚拟白噪声补偿不确定参数,可将其转化为带已知参数和不确定噪声方差系统.应用极大极小鲁棒估值原理和加权最小二乘法,基于带噪声方差保守上界的最坏情形保守系统,提出了鲁棒加权观测融... 对带不确定参数和噪声方差的多传感器定常系统,引入虚拟白噪声补偿不确定参数,可将其转化为带已知参数和不确定噪声方差系统.应用极大极小鲁棒估值原理和加权最小二乘法,基于带噪声方差保守上界的最坏情形保守系统,提出了鲁棒加权观测融合Kalman滤波器,并证明了它与集中式融合鲁棒Kalman滤波器是等价的,且融合器的鲁棒精度高于每个局部滤波器鲁棒精度.一个Monte-Carlo仿真例子说明了如何寻求不确定参数的鲁棒域和如何搜索保守性较小的虚拟噪声方差上界. 展开更多
关键词 不确定多传感器系统 加权观测融合 极大极小鲁棒Kalman滤波器 虚拟白噪声 Lyapunov方程方法
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不确定信号系统鲁棒观测融合Kalman预报器 被引量:1
13
作者 陶贵丽 刘文强 +2 位作者 周广兴 刘金芳 张鹏 《系统科学与数学》 CSCD 北大核心 2017年第4期1001-1009,共9页
对于带不确定噪声方差的多传感器单通道自回归滑动平均(ARMA)信号系统,当观测噪声中包含白噪声和一个自回归滑动平均(ARMA)有色观测噪声时,通过增广状态方法把ARMA信号系统模型转化为状态空间模型.应用加权最小二乘法和极大极小鲁棒估... 对于带不确定噪声方差的多传感器单通道自回归滑动平均(ARMA)信号系统,当观测噪声中包含白噪声和一个自回归滑动平均(ARMA)有色观测噪声时,通过增广状态方法把ARMA信号系统模型转化为状态空间模型.应用加权最小二乘法和极大极小鲁棒估计准则,基于带噪声方差保守上界的最坏保守系统,提出了鲁棒加权观测融合稳态Kalman信号预报器.对于噪声方差的所有可能的不确定性,它们的实际预报误差方差保证有相应的最小上界.应用Lyapunov方程方法,证明了局部和加权观测融合稳态Kalman信号预报器的鲁棒性和鲁棒精度关系.通过一个仿真例子验证了所提出理论结果的正确性和有效性. 展开更多
关键词 多传感器信息融合 鲁棒 加权观测融合 Lyapunov方程方法
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基于噪声随机模型的加权观测融合方法 被引量:1
14
作者 黄贤源 隋立芬 范玉茹 《测绘科学技术学报》 北大核心 2009年第1期52-55,共4页
信息融合技术中,在各局部传感器的有色观测噪声为一阶AR模型的情况下,可以利用观测扩增方法消除有色噪声的影响,得到最优加权观测融合方程,从而实现状态的最优滤波解。对于有色观测噪声为MA或ARMA模型的情况,观测扩增方法不再适用。提... 信息融合技术中,在各局部传感器的有色观测噪声为一阶AR模型的情况下,可以利用观测扩增方法消除有色噪声的影响,得到最优加权观测融合方程,从而实现状态的最优滤波解。对于有色观测噪声为MA或ARMA模型的情况,观测扩增方法不再适用。提出了基于有色观测噪声随机模型级数展开的方法,求解出各局部传感器有色观测噪声的方差,并利用该方差对加权观测融合滤波器进行了构造。通过计算实例证明,该方法不仅适用于观测噪声为AR模型,同时适用于噪声MA或ARMA模型。 展开更多
关键词 加权观测融合 有色观测噪声 现代时间序列分析方法 ARMA模型 观测扩增方法
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Two-level Robust Measurement Fusion Kalman Filter for Clustering Sensor Networks 被引量:1
15
作者 ZHANG Peng QI Wen-Juan DENG Zi-Li 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第11期2585-2594,共10页
关键词 卡尔曼滤波器 传感器网络 簇头 KALMAN滤波器 LYAPUNOV方程 鲁棒估计 观测 测量融合
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隐式自校正加权观测融合Kalman滤波器 被引量:1
16
作者 李云 韩轲 邢宗新 《哈尔滨商业大学学报(自然科学版)》 CAS 2010年第3期334-337,共4页
对于带未知噪声方差的线性离散定常随机系统,利用多个结构相同但精度不同的传感器进行观测,各观测结果之差可以产生多组新的白噪声序列,利用各组白噪声的相关函数阵解矩阵方程组,可解得各传感器观测噪声方差Ri.通过状态方程和观测方程... 对于带未知噪声方差的线性离散定常随机系统,利用多个结构相同但精度不同的传感器进行观测,各观测结果之差可以产生多组新的白噪声序列,利用各组白噪声的相关函数阵解矩阵方程组,可解得各传感器观测噪声方差Ri.通过状态方程和观测方程以及观测噪声估值,可求得ΓQwΓT的估计,进而得到隐式自校正加权观测融合Kalman滤波器.一个目标跟踪系统的仿真例子说明了其有效性. 展开更多
关键词 噪声方差估计 辨识 KALMAN滤波 加权观测融合
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不确定多传感器系统鲁棒观测融合Kalman预报器 被引量:1
17
作者 刘文强 王雪梅 邓自立 《控制与决策》 EI CSCD 北大核心 2015年第12期2193-2198,共6页
对于带不确定模型参数和噪声方差的线性离散时不变多传感器系统,用虚拟噪声补偿不确定参数,系统转化为仅带噪声方差不确定性的多传感器系统.用加权最小二乘法和极大极小鲁棒估计准则,基于带噪声方差保守上界的最坏情形保守系统,提出一... 对于带不确定模型参数和噪声方差的线性离散时不变多传感器系统,用虚拟噪声补偿不确定参数,系统转化为仅带噪声方差不确定性的多传感器系统.用加权最小二乘法和极大极小鲁棒估计准则,基于带噪声方差保守上界的最坏情形保守系统,提出一种鲁棒加权观测融合稳态Kalman预报器,并应用Lyapunov方程方法证明了它的鲁棒性,同时给出了与鲁棒局部和集中式融合Kalman预报器的精度比较.最后通过一个仿真例子说明了如何搜索参数扰动的鲁棒域,并验证了所提出的理论结果的正确性和有效性. 展开更多
关键词 不确定噪声方差 虚拟噪声 鲁棒性 加权观测融合 Lyapunov方程方法
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自校正分布式观测融合Kalman估值器
18
作者 李云 郝钢 张玉茹 《哈尔滨商业大学学报(自然科学版)》 CAS 2011年第1期94-99,共6页
对于带未知噪声统计的多传感器系统,应用加权最小二乘(WLS)法得到了一个加权融合观测方程,且它与状态方程构成一个等价的观测融合系统.应用现代时间序列分析方法,基于观测融合系统的滑动平均(MA)新息模型参数的在线辨识,可在线估计未知... 对于带未知噪声统计的多传感器系统,应用加权最小二乘(WLS)法得到了一个加权融合观测方程,且它与状态方程构成一个等价的观测融合系统.应用现代时间序列分析方法,基于观测融合系统的滑动平均(MA)新息模型参数的在线辨识,可在线估计未知噪声方差,进而提出了一种加权观测融合自校正Kalman估值器,可统一处理自校正融合滤波、预报和平滑问题,并证明了它的收敛性,即若MA新息模型参数估计是一致的,则它与相应的最优加权观测融合Kalman估值器的误差收敛到零,因而具有渐近全局最优性.一个带3传感器跟踪系统的仿真例子说明了其有效性. 展开更多
关键词 多传感器 加权观测融合 自校正Kalman估值器 辨识 噪声方差估计 现代时间序列分析方法 渐近全局最优性
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两种最优观测融合方法的功能等价性 被引量:13
19
作者 邓自立 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第2期319-323,共5页
对于基于K alm an滤波的多传感器数据融合,有两种最优观测融合方法:第一种是集中式观测融合方法,它是通过增加观测向量的维数合并多传感器数据,而第二种是分布式观测融合方法,它是在线性最小方差准则下,通过加权合并多传感器数据,但观... 对于基于K alm an滤波的多传感器数据融合,有两种最优观测融合方法:第一种是集中式观测融合方法,它是通过增加观测向量的维数合并多传感器数据,而第二种是分布式观测融合方法,它是在线性最小方差准则下,通过加权合并多传感器数据,但观测向量维数不变.在数据融合所用的传感器带有相同观测阵的情形下,本文用K alm an证明了两种观测融合方法是完全功能等价的,即用两种方法得到的K alm an估值器(滤波器,预报器,平滑器),信号估值器和白噪声估值器分别在数值上是相等的.在这种情形下,第二种方法不仅可给出像第一种方法一样的全局最优融合估计,而且可明显减小计算负担,便于实时应用.一个数值例子说明了其正确性. 展开更多
关键词 多传感器数据融合 集中式观测融合 加权观测融合 KALMAN滤波 功能等价性
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ADAPTIVE FUSION ALGORITHMS BASED ON WEIGHTED LEAST SQUARE METHOD 被引量:9
20
作者 SONG Kaichen NIE Xili 《Chinese Journal of Mechanical Engineering》 SCIE EI CAS CSCD 2006年第3期451-454,共4页
Weighted fusion algorithms, which can be applied in the area of multi-sensor data fusion, are advanced based on weighted least square method. A weighted fusion algorithm, in which the relationship between weight coeff... Weighted fusion algorithms, which can be applied in the area of multi-sensor data fusion, are advanced based on weighted least square method. A weighted fusion algorithm, in which the relationship between weight coefficients and measurement noise is established, is proposed by giving attention to the correlation of measurement noise. Then a simplified weighted fusion algorithm is deduced on the assumption that measurement noise is uncorrelated. In addition, an algorithm, which can adjust the weight coefficients in the simplified algorithm by making estimations of measurement noise from measurements, is presented. It is proved by emulation and experiment that the precision performance of the multi-sensor system based on these algorithms is better than that of the multi-sensor system based on other algorithms. 展开更多
关键词 weighted least square method Data fusion measurement noise Correlation
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