基于光度观测的空间目标姿态与角速度估计 被引量：10

1

作者 单斌 梁勇奇 李恒年 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第5期136-147,共12页

基于目标形状反射以及太阳、地球和空间目标三者的运动关系建立了空间目标的光度量测模型,分析了姿态角、角速度和目标形状对光度观测数据的影响。建立了目标姿态角与角速度的运动学模型,实现了对姿态和角速度的联合估计,并探讨了算法... 基于目标形状反射以及太阳、地球和空间目标三者的运动关系建立了空间目标的光度量测模型,分析了姿态角、角速度和目标形状对光度观测数据的影响。建立了目标姿态角与角速度的运动学模型,实现了对姿态和角速度的联合估计,并探讨了算法的自适应估计能力。仿真结果表明,该光度观测方案可实现未知姿态角与自旋角速度的估计,姿态角和角速度缓慢变化时算法具备自适应估计能力,但随着目标侧面数的增加,姿态和角速度估计误差增大且算法收敛速度变慢。 展开更多

关键词 测量 光度观测 姿态估计 角速度估计 量测建模

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基于地磁传感器测量的滚转弹药角速度估计 被引量：8

2

作者 马云建 辛长范 +2 位作者 贾意弦 王尧 张毅 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2016年第1期69-72,共4页

为了实时获得滚转弹药的飞行角速度,提出了一种基于地磁组件的角速度测量方法。该方法采用地磁传感器获得大地磁场强度在弹体三轴的投影及其变化率,并结合刚体转动运动模型,利用卡尔曼滤波器来获得滚转弹药的角速度。文中所提出的算法... 为了实时获得滚转弹药的飞行角速度,提出了一种基于地磁组件的角速度测量方法。该方法采用地磁传感器获得大地磁场强度在弹体三轴的投影及其变化率,并结合刚体转动运动模型,利用卡尔曼滤波器来获得滚转弹药的角速度。文中所提出的算法不同于其他的角速率估计器,不使用弹体的姿态,使得该算法适用于滚转弹药。仿真结果表明:该算法能很好的估计出滚转弹药的角速度,误差在允许的范围内,有较高的应用价值。 展开更多

关键词 滚转弹药 角速度估计 地磁传感器 卡尔曼滤波器

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基于最小二乘估计的InISAR空间目标三维成像方法 被引量：7

3

作者 毕严先 魏少明 +1 位作者 王俊 毛士艺 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第5期1079-1084,共6页

In ISAR系统能够在短观测时间内实现对目标的3维成像,在目标识别和分类中有广泛应用。但是ISAR成像平面不仅取决于目标相对雷达的空间位置,还和目标的运动情况有关。针对空间平稳运动目标,该文利用互相垂直的L型基线构成双通道In ISAR系... In ISAR系统能够在短观测时间内实现对目标的3维成像,在目标识别和分类中有广泛应用。但是ISAR成像平面不仅取决于目标相对雷达的空间位置,还和目标的运动情况有关。针对空间平稳运动目标,该文利用互相垂直的L型基线构成双通道In ISAR系统,对各天线接收到的回波分别采用各自的参考距离进行聚焦处理,采用传统的距离-多普勒算法得到目标散射点2维像,通过提取各散射点的干涉相位和多普勒信息,采用最小二乘方法对目标的有效转动角速度大小和方向进行估计,进而估计出散射点的3维位置,实现目标3维成像。仿真实验验证了所提方法的有效性和鲁棒性。 展开更多

关键词 干涉逆合成孔径雷达 平稳运动目标 3维成像 最小二乘估计 角速度估计

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转动惯量未知的非合作目标角速度估计方法研究 被引量：4

4

作者 刘智勇 何英姿 刘涛 《空间控制技术与应用》 2010年第1期24-30,共7页

针对转动惯量未知的非合作目标的姿态角速度估计问题,将解算得到的非合作目标的惯性姿态作为测量信息,估计姿态角速度和姿态动力学参数(即转动惯量比).首先,应用非线性控制系统的几何理论对待估计的状态扩展系统进行能观性分析.然后,利... 针对转动惯量未知的非合作目标的姿态角速度估计问题,将解算得到的非合作目标的惯性姿态作为测量信息,估计姿态角速度和姿态动力学参数(即转动惯量比).首先,应用非线性控制系统的几何理论对待估计的状态扩展系统进行能观性分析.然后,利用UKF设计相应的滤波估计算法.仿真结果表明,本文所设计的方法能够精确估计出非合作目标的姿态角速度与转动惯量比. 展开更多

关键词 非合作目标 角速度估计 转动惯量未知 能观性 UKF

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基于星体角速度估计的陀螺故障诊断 被引量：4

5

作者 张云 王培垣 《上海航天》 北大核心 2005年第3期22-25,共4页

为在星载惯性基准单元(IMU)正常工作的陀螺的冗余度不满足奇偶方程法条件时诊断陀螺故障,通过卫星稳态运行期间高精度星敏感器输出的姿态四元数信息,根据卫星姿态运动学和动力学方程,采用非线性广义卡尔曼滤波(EKF)得到星体角速度的估... 为在星载惯性基准单元(IMU)正常工作的陀螺的冗余度不满足奇偶方程法条件时诊断陀螺故障,通过卫星稳态运行期间高精度星敏感器输出的姿态四元数信息,根据卫星姿态运动学和动力学方程,采用非线性广义卡尔曼滤波(EKF)得到星体角速度的估计值。在此基础上,通过设计的故障诊断器对陀螺故障进行定位。仿真结果表明,该法可检测陀螺的突变和缓变故障。 展开更多

关键词 陀螺冗余度 陀螺故障诊断 四元数 运动学方程 动力学方程 广义卡尔曼滤波 角速度估计

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基于星敏感器四元数的卫星角速度预测滤波算法

6

作者 朱庆华 李英波 《上海航天》 北大核心 2005年第5期14-18,共5页

为在无陀螺或陀螺故障时可用星敏感器估计姿态角速度,在扩展卡尔曼滤波(EKF)和非线性预测滤波的基础上提出了基于四元数的卫星角速度估计算法,并给出了相应的模型。该算法对角速度建模精度的要求较低,无需卫星动力学方程,方法简单且易... 为在无陀螺或陀螺故障时可用星敏感器估计姿态角速度,在扩展卡尔曼滤波(EKF)和非线性预测滤波的基础上提出了基于四元数的卫星角速度估计算法,并给出了相应的模型。该算法对角速度建模精度的要求较低,无需卫星动力学方程,方法简单且易于实现。仿真结果表明,算法的精度较高。虽然仍受噪声和步长的影响,但相对基于EKF和最小模型误差的角速度估计算法,其性能改善较大。 展开更多

关键词 角速度估计 四元数 扩展卡尔曼滤波 非线性预测滤波

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应用于四旋翼无人机角速度估计的几何滑模观测器设计 被引量：4

7

作者 安宏雷 李杰 +2 位作者 王剑 王建文 马宏绪 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第6期165-170,共6页

对四旋翼无人机的角速度进行估计时,传统的基于单位四元数的滑模观测器需要引入强制比例重调,因而影响了跟踪精度。提出一种基于数值积分的李群方法的滑模观测器设计框架。该算法基于等变映射思想,在齐性流形空间的等价李代数空间中设... 对四旋翼无人机的角速度进行估计时,传统的基于单位四元数的滑模观测器需要引入强制比例重调,因而影响了跟踪精度。提出一种基于数值积分的李群方法的滑模观测器设计框架。该算法基于等变映射思想,在齐性流形空间的等价李代数空间中设计滑模反馈,从而避免了直接在流形空间中设计反馈的复杂性,并消除了传统方法在每个积分步骤中强制加入的比例重调,提高了观测器的跟踪性能。仿真结果表明,几何滑模观测器算法可以有效地对四旋翼无人机的角速度进行估计。 展开更多

关键词 几何滑模 观测器 四旋翼无人机 角速度估计

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旋转变压器信号的标定与解调 被引量：3

8

作者 张健 《自动化仪表》 CAS 北大核心 2014年第9期5-8,13,共5页

针对检波后信号存在直流偏置、幅值不等和相位偏移等问题,采用梯度估计算法,对检波后的包络信号进行离线标定;并设计了基于状态观测器的旋转变压器-数字转换(RDC)算法,对标定后的包络信号进行解调。试验结果表明,梯度估计算法收敛速度快... 针对检波后信号存在直流偏置、幅值不等和相位偏移等问题,采用梯度估计算法,对检波后的包络信号进行离线标定;并设计了基于状态观测器的旋转变压器-数字转换(RDC)算法,对标定后的包络信号进行解调。试验结果表明,梯度估计算法收敛速度快,估计精度高。与反正切法相比,所设计的RDC算法不需通过数值差分即可获得角速度信息,干扰抑制能力强,角位置和角速度估计精度高。 展开更多

关键词 旋转变压器 伺服传感器 梯度估计 角速度估计 最小二乘法

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旋转变压器快速数字转换算法研究 被引量：2

9

作者 陈渭杰 吴忠 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第S01期80-85,共6页

基于常规状态观测器的旋转变压器数字转换算法不需要差分运算,即可得到角速度信息,可在一定程度上抑制测量噪声的影响.然而,作为一种闭环反馈实现的数字转换算法,常规状态观测器不可避免地存在动态与稳态的矛盾.为实现角位置与角速度信... 基于常规状态观测器的旋转变压器数字转换算法不需要差分运算,即可得到角速度信息,可在一定程度上抑制测量噪声的影响.然而,作为一种闭环反馈实现的数字转换算法,常规状态观测器不可避免地存在动态与稳态的矛盾.为实现角位置与角速度信息的高精度解调,则难以兼顾数字转换算法的动态性能.为改善算法的动态性能,本文设计了一种复合状态观测器.与常规观测器不同,该观测器不仅保留了鉴相误差(鉴相器输出)的线性校正项,而且引入了鉴相误差的非线性校正项,对角位置及角速度估计值进行校正.由于非线性校正项采用大于1的幂指数函数,当鉴相误差较大时,非线性校正项的作用远远大于线性校正项,可使解调误差快速减小;当鉴相误差较小时,线性校正项的作用远远大子非线性校正项,可提高解调精度.实验结果表明,该算法是可行的. 展开更多

关键词 旋转变压器-快速数字转换 状态观测器 角位置估计 角速度估计

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角速度估计自适应的IMM三维目标跟踪算法 被引量：2

10

作者 田雨芬 蒋宏 +1 位作者 丁全心 梁国威 《电光与控制》 北大核心 2012年第10期17-19,29,共4页

为了解决三维空间内的机动目标跟踪问题,提出一种基于常速模型和带约束常速率协同转弯模型(CSCT模型)的交互式多模型算法;同时为了解决目标的机动不确定性问题,针对CSCT模型提出一种类似卡尔曼滤波的方法实时精确地估计目标转弯角速度... 为了解决三维空间内的机动目标跟踪问题,提出一种基于常速模型和带约束常速率协同转弯模型(CSCT模型)的交互式多模型算法;同时为了解决目标的机动不确定性问题,针对CSCT模型提出一种类似卡尔曼滤波的方法实时精确地估计目标转弯角速度。综合考虑目标角速度的估计值和估计方差,提高目标跟踪的收敛速度,尽可能地减小滤波角速度与机动目标真实角速度之间的误差,最终明显提高了目标跟踪精度。Monte-Carlo 200次仿真结果表明了该算法在性能上有明显提升,对三维机动目标跟踪效果显著,并证实了该方法的实用性。 展开更多

关键词 机动目标跟踪 3D常速率协同转弯模型 角速度估计 交互式多模型

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基于角速度估计自适应的IMM目标跟踪算法 被引量：2

11

作者 吕铁军 蒋宏 +1 位作者 丁全心 梁国威 《航空科学技术》 2012年第1期74-77,共4页

为了解决目标强机动时目标跟踪算法模型集不匹配的问题,提出了一种基于角速度估计的自适应交互式多模型算法。通过对角速度的估计,在目标的不同运动模式下选取最优模型集,角速度估计精度高时,通过角速度估计值构造模型集,减小模型间竞争... 为了解决目标强机动时目标跟踪算法模型集不匹配的问题,提出了一种基于角速度估计的自适应交互式多模型算法。通过对角速度的估计,在目标的不同运动模式下选取最优模型集,角速度估计精度高时,通过角速度估计值构造模型集,减小模型间竞争;角速度估计精度低时,采用标准IMM算法的模型集,提高模型集的覆盖范围,从而提高跟踪精度。仿真结果表明该方法能够明显提升目标跟踪性能,对强机动目标的跟踪效果尤其显著。 展开更多

关键词 机动目标跟踪 卡尔曼滤波 自适应滤波 交互式多模型算法 角速度估计

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基于微机电系统洛伦兹平台角速度估计 被引量：1

12

作者 熊颖 刘强 +2 位作者 韩邦成 任元 樊亚洪 《科学技术与工程》 北大核心 2021年第21期8976-8982,共7页

针对洛伦兹惯性稳定平台对高带宽和高精度角速率需求,提出了基于微机电系统(micro-electro-mechanical system,MEMS)组合传感器的最优速度估计算法。MEMS组合传感器由陀螺仪和加速度计组成,MEMS陀螺仪由于自身特性在速度估计中提供低频... 针对洛伦兹惯性稳定平台对高带宽和高精度角速率需求,提出了基于微机电系统(micro-electro-mechanical system,MEMS)组合传感器的最优速度估计算法。MEMS组合传感器由陀螺仪和加速度计组成,MEMS陀螺仪由于自身特性在速度估计中提供低频速度信息,而加速度计则提供高频信息。最优估计器通过将低频信号与高频信息融合,采用最优控制与估计算法进行速度解算与估计。实验表明,频率在20 Hz内,运动角度在±60°内,MEMS组合传感器速度拟合周期不超过5%,稳定拟合误差不超过7.5%,可以满足平台稳定偏转控制需求。最优状态估计器能在时域与频域上提供无差、高性能的角速度信号。 展开更多

关键词 洛伦兹惯性稳定平台 角速度估计 MEMS传感器 卡尔曼滤波

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一种强机动目标自适应跟踪算法 被引量：1

13

作者 周航 冯新喜 《华东理工大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2012年第3期350-355,共6页

针对强机动目标跟踪精度不高的问题,提出了一种强机动目标自适应跟踪算法(HMIMM-CV/CAT)。首先通过机动检测区别目标的机动性能,分别应用Kalman滤波和交互多模算法对目标进行跟踪。其次对机动段交互多模算法,给出一组转弯模型离散模型集... 针对强机动目标跟踪精度不高的问题,提出了一种强机动目标自适应跟踪算法(HMIMM-CV/CAT)。首先通过机动检测区别目标的机动性能,分别应用Kalman滤波和交互多模算法对目标进行跟踪。其次对机动段交互多模算法,给出一组转弯模型离散模型集,在目标机动时通过角速度估计在离散模型集中遴选出一个最匹配的模型参加交互计算,使模型更加逼近目标真实运动模式,且不增加参与交互运算模型数量。蒙特卡罗仿真结果表明,该算法与几种类似算法相比,更加适用于强机动目标。 展开更多

关键词 强机动目标 机动检测 角速度估计 离散模型集

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基于星敏感器的卫星角速度估计精度分析

14

作者 李晓 赵宏 +1 位作者 武延鹏 王立 《空间控制技术与应用》 2012年第3期16-20,共5页

重点研究星敏感器自身特性对角速度估计精度的影响,分析了星敏感器动态情况下恒星矢量测量精度,推导出恒星矢量测量误差与星像目标中心提取误差之间的关系;进而研究了最小二乘角速度估计算法的精度,得出其精度影响因素:星像目标中心提... 重点研究星敏感器自身特性对角速度估计精度的影响,分析了星敏感器动态情况下恒星矢量测量精度,推导出恒星矢量测量误差与星像目标中心提取误差之间的关系;进而研究了最小二乘角速度估计算法的精度,得出其精度影响因素:星像目标中心提取误差、曝光时间、恒星矢量数目及相互夹角;最后以给定的星敏感器参数和实际恒星分布进行数学仿真,验证了采用星敏感器估计角速度的可行性. 展开更多

关键词 星敏感器 最小二乘 角速度估计

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车辆行驶过程中的状态估计问题综述 被引量：82

15

作者 余卓平 高晓杰 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第5期20-33,共14页

从传感器配置、估计用物理模型、状态估计算法和估计过程中的模型参数自适应4个方面回顾车辆行驶过程中的状态估计问题。对比分析以纵向车速、横摆角速度、质心侧偏角为估计目标时传感器的常见配置,给出合理的传感器配置方案;比较在不... 从传感器配置、估计用物理模型、状态估计算法和估计过程中的模型参数自适应4个方面回顾车辆行驶过程中的状态估计问题。对比分析以纵向车速、横摆角速度、质心侧偏角为估计目标时传感器的常见配置,给出合理的传感器配置方案;比较在不同估计目标下运动学模型和动力学模型的优缺点,提出纵向车速和横摆角速度适合采用运动学模型、质心侧偏角估计适合采用动力学模型的观点;列举并比较车辆状态估计中常用的估计算法,给出各算法在实际应用中所需注意的因素。指出实现估计过程中的参数自适应是提高不同行驶工况下观测器估计精度的有效手段,并介绍递推最小二乘、联合卡尔曼滤波等实现参数自适应的典型方法。 展开更多

关键词 车辆状态估计 观测器 车速估计 横摆角速度估计 质心侧偏角估计 参数自适应

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自适应角速度估计器在磁悬浮控制力矩陀螺框架伺服系统中的应用 被引量：13

16

作者 李海涛 房建成 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第1期97-102,共6页

提出了一种低噪声、带宽可调的自适应角速度估计算法。对该角速度估计器的稳定性做了分析,利用最小二乘法设计了实时调整前向通道比例增益的自适应算法。利用Matlab对实际获得的实验数据进行仿真,使稳速速率的波动量减小了88%,然后在磁... 提出了一种低噪声、带宽可调的自适应角速度估计算法。对该角速度估计器的稳定性做了分析,利用最小二乘法设计了实时调整前向通道比例增益的自适应算法。利用Matlab对实际获得的实验数据进行仿真,使稳速速率的波动量减小了88%,然后在磁悬浮控制力矩陀螺上进行了实验。将角速度估计器加到速率环的反馈环节上,在带宽不受影响的前提下,使速率曲线的波动量减小了71.5%。实验结果表明,该算法能在很宽的调速范围内对速度进行准确估计。 展开更多

关键词 控制力矩陀螺 角速度估计器 量化误差 最小二乘法

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太赫兹感知协同移动通信方法及性能评估范式

17

作者 刘子乐 杨闯 彭木根 《移动通信》 2024年第3期107-113,共7页

作为下一代移动通信网络的关键使能技术之一,太赫兹通信以其大带宽特性,可以满足虚拟现实、车联网、无人机通信、星间通信等多种场景的大容量传输需求。然而,移动场景下的太赫兹通信需要高精感知信息用于波束对准,现有感知协同通信方法... 作为下一代移动通信网络的关键使能技术之一,太赫兹通信以其大带宽特性,可以满足虚拟现实、车联网、无人机通信、星间通信等多种场景的大容量传输需求。然而,移动场景下的太赫兹通信需要高精感知信息用于波束对准,现有感知协同通信方法在太赫兹系统中面临波束追不上、反射回波弱、性能评估难的技术难题,使得太赫兹通信感知一体化的系统设计悬而未决。针对上述问题,提出太赫兹感知协同移动通信方法与性能评估范式。首先利用回波信号中的相位与幅度信息分别对目标用户的方位角与切向角速度进行参数估计,之后基于克拉美罗界对感知回波和通信回波的参数信息进行融合得到目标用户角域参数信息,然后校正波束角以实现太赫兹移动通信实时波束对准。为了更好地评估所提方案性能,面向资源共享体制提出了等效对准方差与等效信道容量新指标。蒙特卡洛仿真与数值结论表明,所提方案在高用户机动、低感知资源下可以显著提升太赫兹通信感知一体化系统的感知精度与通信速率,且仍具有进一步提升性能的潜力。 展开更多

关键词 太赫兹感知协同移动通信 切向角速度估计 回波融合

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基于角速度估计的MEMS陀螺随机误差动态滤波方法 被引量：3

18

作者 刘文超 郑小兵 +1 位作者 王荣颖 李曦 《电光与控制》 CSCD 北大核心 2021年第5期79-84,共6页

针对MEMS陀螺仪受随机误差影响较大需要进行滤波处理,采用时间序列分析法建立的随机误差模型无法直接用于动态条件下滤波的问题,提出了一种基于角速度估计的随机误差动态滤波方法。首先,采用时间序列分析法对MEMS陀螺仪随机误差进行分... 针对MEMS陀螺仪受随机误差影响较大需要进行滤波处理,采用时间序列分析法建立的随机误差模型无法直接用于动态条件下滤波的问题,提出了一种基于角速度估计的随机误差动态滤波方法。首先,采用时间序列分析法对MEMS陀螺仪随机误差进行分析与模型构建;然后,将角速度估计假设模型建模为三维线性模型,并与陀螺仪随机误差模型结合构建动态滤波模型;最后,采用强跟踪卡尔曼滤波方法直接估计出角速度值以实现对随机误差滤波,并进行试验验证。结果表明:无论是静态还是动态条件下,该滤波方法估计的角速度值精度均较高,可以有效降低MEMS陀螺仪的随机误差,提升MEMS陀螺仪精度。 展开更多

关键词 MEMS陀螺仪 随机误差 角速度估计模型 强跟踪卡尔曼滤波

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因子图在卫星姿态估计中的应用 被引量：3

19

作者 陈恩庆 肖素珍 高新利 《计算机仿真》 CSCD 北大核心 2015年第6期63-66,共4页

在北斗卫星导航系统定位过程中首先要对卫星自身的姿态角速度进行估计。卫星姿态角速度估计的精度将直接影响北斗卫星定位的精度。为了提高北斗卫星姿态角速度估计的精度,提出了一种新的采用概率图模型的卫星姿态角速度估计方法,即基于... 在北斗卫星导航系统定位过程中首先要对卫星自身的姿态角速度进行估计。卫星姿态角速度估计的精度将直接影响北斗卫星定位的精度。为了提高北斗卫星姿态角速度估计的精度,提出了一种新的采用概率图模型的卫星姿态角速度估计方法,即基于因子图消息传递的卫星姿态角速度估计方法。因子图是一种典型的概率图模型方法,它通过对卫星姿态角速度观测方程和状态方程建模,并使用和积迭代算法求解相关参数,获得对卫星姿态角速度的估计。通过MATLAB仿真,对所提算法与传统基于kalman滤波的姿态角速度估计算法进行比较,结果表明改进算法可以准确估计卫星的姿态角速度,并且在低信噪比情况下比kalman滤波算法有更小的估计误差,算法收敛速度更快,可为北斗卫星导航定位系统优化设计提供参考。 展开更多

关键词 姿态角速度估计 因子图 消息传递算法 卡尔曼滤波

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基于BP神经网络的汽车横摆角速度估计 被引量：2

20

作者 王德军 王晰聪 杜婉彤 《吉林大学学报（信息科学版）》 CAS 2016年第1期47-53,共7页

为估计汽车横摆角速度并提高估计器精度,采用BP(Back Propagation)神经网络的方法对汽车转向过程的横摆角速度进行估计。现实情况通常存在4种路面:干燥路面、沥青路面、积水路面和冰雪路面,若单纯训练一个网络难以涵盖4种不同的路面情... 为估计汽车横摆角速度并提高估计器精度,采用BP(Back Propagation)神经网络的方法对汽车转向过程的横摆角速度进行估计。现实情况通常存在4种路面:干燥路面、沥青路面、积水路面和冰雪路面,若单纯训练一个网络难以涵盖4种不同的路面情况。为解决上述问题,提高网络估计器的精度,分别在4种路面工况下训练4个网络,构成一个网络组,再加入网络选择机制,根据路面情况选择对应的网络的输出值作为横摆角速度的估计值。通过AMESim与Matlab联合仿真,获得网络估计器残差并对估计情况进行分析和评价。该基于数据的方法与基于解析模型的估计方法相比,不依赖精确的模型,就能准确估计汽车横摆角速度。仿真结果表明,基于BP神经网络的方法对横摆角速度估计是可行的且偏差小,成本低,精度高。 展开更多

关键词 横摆角速度估计 BP神经网络 附着系数 AMESim与Matlab联合仿真

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