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带有色量测噪声的非线性系统Unscented卡尔曼滤波器 被引量:32
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作者 王小旭 梁彦 +2 位作者 潘泉 赵春晖 李汉舟 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第6期986-998,共13页
传统Unscented卡尔曼滤波器(Unscented Kalman filter,UKF)要求噪声必须为高斯白噪声,无法解决带有色噪声的非线性系统滤波问题.为此,本文提出了一种带有色量测噪声的UKF滤波新算法.首先,基于量测信息增广和最小方差估计,推导出一类带... 传统Unscented卡尔曼滤波器(Unscented Kalman filter,UKF)要求噪声必须为高斯白噪声,无法解决带有色噪声的非线性系统滤波问题.为此,本文提出了一种带有色量测噪声的UKF滤波新算法.首先,基于量测信息增广和最小方差估计,推导出一类带有色量测噪声的非线性离散系统状态的最优滤波框架,接着采用Unscented变换(Unscented transformation,UT)来计算最优框架中的非线性状态后验均值和协方差,进而得到有色量测噪声下UKF滤波递推公式.所设计的UKF新方法能有效地解决传统UKF在量测噪声有色情况下非线性滤波失效的问题,数值仿真实例验证了其可行性和有效性. 展开更多
关键词 非线性 有色量测噪声 最优滤波框架 unscented卡尔曼滤波 unscented变换 量测信息增广 最小方差估计
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无味变换与无味卡尔曼滤波 被引量:27
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作者 程水英 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2008年第24期25-35,共11页
综述了非线性估计问题的由来、无味变换(UT,Unscented Transformation)的基本思路与基本算法、各种衍变形式、σ点集的设计原则、无味卡尔曼滤波(UKF,Unscented Kalman Filtering)的基本算法及其各种改进算法、UT的本质、UKF与几种免微... 综述了非线性估计问题的由来、无味变换(UT,Unscented Transformation)的基本思路与基本算法、各种衍变形式、σ点集的设计原则、无味卡尔曼滤波(UKF,Unscented Kalman Filtering)的基本算法及其各种改进算法、UT的本质、UKF与几种免微分非线性滤波方法的比较、UT与UKF的相关应用、针对几种UKF算法的仿真实例,以及目前在UT与UKF的研究中尚存在的一些问题和对今后研究的展望等;提出了笔者的一些最新研究成果和见解。 展开更多
关键词 非线性估计 无味变换 无味卡尔曼滤波 扩展卡尔曼滤波 粒子滤波 统计线性回归
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Unscented extended Kalman filter for target tracking 被引量:21
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作者 Changyun Liu Penglang Shui Song Li 《Journal of Systems Engineering and Electronics》 SCIE EI CSCD 2011年第2期188-192,共5页
A new method of unscented extended Kalman filter (UEKF) for nonlinear system is presented. This new method is a combination of the unscented transformation and the extended Kalman filter (EKF). The extended Kalman... A new method of unscented extended Kalman filter (UEKF) for nonlinear system is presented. This new method is a combination of the unscented transformation and the extended Kalman filter (EKF). The extended Kalman filter is similar to that in a conventional EKF. However, in every running step of the EKF the unscented transformation is running, the deterministic sample is caught by unscented transformation, then posterior mean of non- lineadty is caught by propagating, but the posterior covariance of nonlinearity is caught by linearizing. The accuracy of new method is a little better than that of the unscented Kalman filter (UKF), however, the computational time of the UEKF is much less than that of the UKF. 展开更多
关键词 unscented transformation ut extended Kalman filter (EKF) unscented extended Kalman filter (UEKF) unscentedKalman filter (UKF) nonliearity.
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一种提高无迹卡尔曼滤波精确度的方法 被引量:12
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作者 黄铫 张天骐 +1 位作者 高清山 李越雷 《计算机仿真》 CSCD 北大核心 2010年第3期348-352,共5页
无迹卡尔曼滤波是通过确定性采样,以无迹变换为基础,用卡尔曼线性滤波框架而建立起来的,对非线性系统有很好的滤波效果,但当噪声的影响较大时,精确度将会减低。为解决上述问题,提出了一种提高无迹卡尔曼滤波(UKF)精确度的方法,它将观测... 无迹卡尔曼滤波是通过确定性采样,以无迹变换为基础,用卡尔曼线性滤波框架而建立起来的,对非线性系统有很好的滤波效果,但当噪声的影响较大时,精确度将会减低。为解决上述问题,提出了一种提高无迹卡尔曼滤波(UKF)精确度的方法,它将观测噪声和系统噪声引入到采样点中,对噪声进行对称采样处理,同时改进了算法过程,增加了无迹卡尔曼滤波的抗干扰性,与常规无迹卡尔曼滤波(UKF)相比,不仅保持了系统的稳定性,而且提高了精确度,最后通过仿真进行了验证。 展开更多
关键词 采样 无迹变换 无迹卡尔曼滤波
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一种扩维无迹卡尔曼滤波 被引量:9
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作者 黄铫 张天骐 +1 位作者 李越雷 刘燕丽 《电子测量与仪器学报》 CSCD 2009年第S1期56-60,共5页
本文讨论了一种基于扩维的无迹卡尔曼滤波(A-UKF)。通过无迹变换(UT),引出了无迹卡尔曼滤波(UKF)的算法描述,进一步深入研究了扩维无迹卡尔曼滤波,它把非线性系统中的过程噪声和测量噪声引入到采样点中,当采样点通过非线性系统传播时,... 本文讨论了一种基于扩维的无迹卡尔曼滤波(A-UKF)。通过无迹变换(UT),引出了无迹卡尔曼滤波(UKF)的算法描述,进一步深入研究了扩维无迹卡尔曼滤波,它把非线性系统中的过程噪声和测量噪声引入到采样点中,当采样点通过非线性系统传播时,有效的削弱了噪声的影响,并在算法上进行了比较,说明了A-UKF比UKF的精确性要高。最后通过仿真进行了验证。 展开更多
关键词 无迹卡尔曼滤波(UKF) 无迹变换(ut) 扩维(Augmented)
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Unscented粒子滤波器及其在纯方位跟踪中的应用 被引量:6
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作者 薛锋 刘忠 石章松 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2007年第7期1722-1725,共4页
为处理纯方位跟踪(BOT)中的非线性问题,提出了一种Unscented粒子滤波(UPF)跟踪方法。在使用Unscented变换的基础上,利用UPF来加入最新的观测量并产生非线性粒子滤波(PF)的建议分布。结合纯方位跟踪模型,推导了UPF应用的具体算法步骤,使... 为处理纯方位跟踪(BOT)中的非线性问题,提出了一种Unscented粒子滤波(UPF)跟踪方法。在使用Unscented变换的基础上,利用UPF来加入最新的观测量并产生非线性粒子滤波(PF)的建议分布。结合纯方位跟踪模型,推导了UPF应用的具体算法步骤,使用匀速运动和机动目标两个BOT仿真实例,与其它滤波器进行了仿真对比,分析了跟踪性能和误差。仿真结果表明,对于纯方位跟踪问题,UPF不仅解决了扩展卡尔曼滤波器的线性化损失难题,而且与PF等粒子滤波器相比,具有更高的跟踪精度。 展开更多
关键词 纯方位跟踪 粒子滤波器 建议分布 unscented变换
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基于差分演化算法的自适应无迹卡尔曼滤波 被引量:4
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作者 金瑶 蔡之华 梁丁文 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第4期838-843,共6页
该文在分析无迹变换缩放参数选择方法的基础上,通过对几种缩放参数选择方法的对比分析后,确定以缩放参数选择作为优化目标,将差分演化算法(Differential Evolution,DE)应用到无迹卡尔曼滤波(Unscented KalmanFilter,UKF)计算中,选择每... 该文在分析无迹变换缩放参数选择方法的基础上,通过对几种缩放参数选择方法的对比分析后,确定以缩放参数选择作为优化目标,将差分演化算法(Differential Evolution,DE)应用到无迹卡尔曼滤波(Unscented KalmanFilter,UKF)计算中,选择每时刻滤波误差最小的缩放参数。提出了基于差分演化算法的自适应无迹卡尔曼滤波算法。通过实验表明,这种自适应策略不仅能够有效提高UKF的精度,避免使用固定缩放参数时可能造成的滤波随机发散;而且不受缩放参数个数限制,可以应用到任意形式的UKF中。 展开更多
关键词 无迹卡尔曼滤波 无迹变换 缩放参数 差分演化
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基于UT变换的传感器航迹数据无偏转换 被引量:3
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作者 宋元 章新华 许林周 《数据采集与处理》 CSCD 北大核心 2009年第B10期111-114,共4页
在目标跟踪过程中,通常采用笛卡尔坐标系进行航迹输出,这涉及到不同坐标系下航迹数据转换问题。传统变换方法计算量比较大且精度一般。根据UT变换的基本思想,通过选择有限个近似高斯分布离散点,并施以非线性变换,实现了笛卡尔坐标航迹... 在目标跟踪过程中,通常采用笛卡尔坐标系进行航迹输出,这涉及到不同坐标系下航迹数据转换问题。传统变换方法计算量比较大且精度一般。根据UT变换的基本思想,通过选择有限个近似高斯分布离散点,并施以非线性变换,实现了笛卡尔坐标航迹数据的无偏转换。与蒙特卡洛方法的对比分析表明,该方法计算量小,数学推导简单,运算时间短,是一种比较有效的航迹数据转换方法。 展开更多
关键词 航迹数据 ut变换 笛卡尔坐标系 蒙特卡洛方法
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空间目标天基光学混合状态SPKF跟踪方法 被引量:2
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作者 李骏 安玮 周一宇 《飞行器测控学报》 2009年第1期90-94,共5页
根据天基光学监视特点,利用直角坐标系和修正极坐标系分别在状态外推和状态更新上的优势,并引入UT变换避免空间目标非线性运动方程线性化外推的截断误差影响,实现对空间目标在混合状态空间的三维被动跟踪滤波。仿真结果表明,该方法在收... 根据天基光学监视特点,利用直角坐标系和修正极坐标系分别在状态外推和状态更新上的优势,并引入UT变换避免空间目标非线性运动方程线性化外推的截断误差影响,实现对空间目标在混合状态空间的三维被动跟踪滤波。仿真结果表明,该方法在收敛性和稳健性上更有优势。 展开更多
关键词 空间目标 天基光学监视 ut变换 跟踪
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基于无迹变换的结构载荷/参数联合识别的GDF法
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作者 王婷 万志敏 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2022年第9期75-80,98,共7页
结构动态载荷/参数联合识别是近些年结构动力学领域的研究热点,比如EGDF(extended Gillijns-De Moor filter)算法。EGDF算法的思想基于扩展卡尔曼滤波(EKF)的1阶线性化近似来处理系统中的非线性,影响识别精度;考虑到无迹变换(UT)能够有... 结构动态载荷/参数联合识别是近些年结构动力学领域的研究热点,比如EGDF(extended Gillijns-De Moor filter)算法。EGDF算法的思想基于扩展卡尔曼滤波(EKF)的1阶线性化近似来处理系统中的非线性,影响识别精度;考虑到无迹变换(UT)能够有效地处理系统非线性问题,引入无迹变换,应用模态缩减法,将传统GDF(Gillijns-De Moor filter)法进行改进,形成了GDF-UT算法;另外,为了缓解GDF法中的载荷位移识别信号的虚假低频漂移现象,应用应变和加速度测量信号的融合策略拓展GDF-UT算法。以平面桁架结构为数值仿真对象,验证了该算法的有效性,相比于EGDF算法,该算法精度更高。 展开更多
关键词 载荷识别 参数识别 GDF法 无迹变换(ut) 数据融合
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空间目标TLE天基光学混合状态SPKF拟合方法 被引量:1
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作者 张涛 陈荣利 +1 位作者 张寅生 程洪玮 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第12期3230-3234,共5页
针对天基光学监视应用中空间目标两行轨道根数拟合估计问题,通过引入UT变换和混合状态空间,将简化的常规摄动预测模型嵌入跟踪滤波过程,提出两行轨道根数拟合估计的天基光学混合状态Sigma点卡尔曼滤波方法.仿真结果表明,该方法可利用仅... 针对天基光学监视应用中空间目标两行轨道根数拟合估计问题,通过引入UT变换和混合状态空间,将简化的常规摄动预测模型嵌入跟踪滤波过程,提出两行轨道根数拟合估计的天基光学混合状态Sigma点卡尔曼滤波方法.仿真结果表明,该方法可利用仅测角观测资料实现对空间碎片等非合作目标的两行轨道根数序贯滤波拟合估计. 展开更多
关键词 双行根数 空间目标 仅测角 跟踪 ut
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一种高效计算各类基于方差灵敏度指标的方法
12
作者 员婉莹 吕震宙 牟珊珊 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第4期796-805,共10页
为同时计算各类基于方差的灵敏度指标,提出了基于空间分割和无迹变换(UT)的计算方法,其可以重复利用一组样本点近似计算出基于方差的全局灵敏度指标(Sobol指标)、基于方差的区域灵敏度指标以及基于方差的W指标。除此之外,还对基于方差的... 为同时计算各类基于方差的灵敏度指标,提出了基于空间分割和无迹变换(UT)的计算方法,其可以重复利用一组样本点近似计算出基于方差的全局灵敏度指标(Sobol指标)、基于方差的区域灵敏度指标以及基于方差的W指标。除此之外,还对基于方差的W指标进行了改进,改进的基于方差的W指标除包含原始指标所提供的信息外,还包含了输入变量取不同实现区间时对输出响应方差影响的变异性,可以更合理地反映调整输入变量的不同取值区间对输出离散程度的平均影响。数值算例以及工程算例的计算结果表明了本文方法在计算上的准确性以及改进的基于方差的W指标的合理性。 展开更多
关键词 空间分割 无迹变换(ut) Sobol指标 区域灵敏度指标 W指标 改进的W指标
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结构输出响应概率密度估计中分数矩求解方法
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作者 李宝玉 张磊刚 +1 位作者 师娇 余雄庆 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第6期1156-1163,共8页
鉴于概率不确定性背景下基于分数矩极大熵准则的结构可靠性分析方法具有较大的效率与精度优势,综合研究并给出了可以用于极大熵准则中约束条件输出响应分数矩求解的3种分数矩求解方法,包括降维积分(DRI)方法、稀疏网格积分(SGI)方法和... 鉴于概率不确定性背景下基于分数矩极大熵准则的结构可靠性分析方法具有较大的效率与精度优势,综合研究并给出了可以用于极大熵准则中约束条件输出响应分数矩求解的3种分数矩求解方法,包括降维积分(DRI)方法、稀疏网格积分(SGI)方法和无迹变换(UT)方法。阐述了分数矩求解原理及过程,给出了方法的计算效率,并分析了方法的适用性。3种分数矩求解方法在确保计算精度的同时可以很大程度减少结构输入-输出模型的调用次数,大幅提高统计分析效率。通过与Monte Carlo仿真分析法对比,验证了3种分数矩求解方法的正确性与高效性。 展开更多
关键词 极大熵准则 分数矩 降维积分(DRI) 稀疏网格积分(SGI) 无迹变换(ut)
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