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基于联合卡尔曼滤波的多传感器信息融合算法及其应用 被引量:23
1
作者 崔平远 黄晓瑞 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2001年第3期204-207,共4页
针对常规卡尔曼滤波器在处理多传感器组合系统的数据时,存在计算量大和故障数据相互污染的问题,提出了一种应用联合卡尔曼滤波技术进行多传感器信息融合,以求得参数最优估计的方法。文中首先对联合卡尔曼滤波的基本原理和4种主要结... 针对常规卡尔曼滤波器在处理多传感器组合系统的数据时,存在计算量大和故障数据相互污染的问题,提出了一种应用联合卡尔曼滤波技术进行多传感器信息融合,以求得参数最优估计的方法。文中首先对联合卡尔曼滤波的基本原理和4种主要结构方式进行了论述和分析,然后给出了融合算法的实现,最后以多传感器组合导航系统为例,对其进行计算机仿真。结果表明:该方法可有效提高计算的精度和可靠性,具有较好的容错性和环境适应性,有较高的工程实用价值。 展开更多
关键词 联合卡尔曼滤波 算法 多传感器 组合导航系统
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基于线性均方估计的数据融合理论 被引量:19
2
作者 周军 王志胜 周凤岐 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第4期364-367,共4页
提出数据的统一线性融合模型 ,使测量数据、先验信息和预测信息均用数据的统一融合模型进行描述 ;提出数据的信息量的概念 ,指出信息量越大的数据 ,精度越高 ;提出和证明了基于统一线性融合模型的数据最优融合定理和信息量分解定理 ;揭... 提出数据的统一线性融合模型 ,使测量数据、先验信息和预测信息均用数据的统一融合模型进行描述 ;提出数据的信息量的概念 ,指出信息量越大的数据 ,精度越高 ;提出和证明了基于统一线性融合模型的数据最优融合定理和信息量分解定理 ;揭示数据线性融合的本质规律。基于数据融合理论 ,研究多传感器系统联合Kalman滤波 ,指出信息量分享系数取值的不同只能够影响对应子系统状态的估计精度 ,不能够改变全局估计精度 ,得出与文献 [11~ 15 展开更多
关键词 多传感器 数据融合 信息量 联合kalman滤波
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多传感器信息融合技术及其在组合导航系统中的应用 被引量:10
3
作者 黄晓瑞 崔平远 崔祜涛 《高技术通讯》 EI CAS CSCD 2002年第2期107-110,共4页
针对组合导航系统在数据处理时存在的计算量大和故障数据相互污染的问题 ,提出了一种基于信息融合的导航参数最优估计滤波方法。文中首先介绍了信息融合的基本原理、关键技术以及常用方法 ,然后以INS/GPS组合为例 ,对组合导航系统的工... 针对组合导航系统在数据处理时存在的计算量大和故障数据相互污染的问题 ,提出了一种基于信息融合的导航参数最优估计滤波方法。文中首先介绍了信息融合的基本原理、关键技术以及常用方法 ,然后以INS/GPS组合为例 ,对组合导航系统的工作原理和模型建立进行了详细的分析 ,最后通过计算机仿真证明了该方法可提高导航系统的计算精度和速度 ,有较好的容错性和环境适应性 。 展开更多
关键词 传感器 组合导航系统 信息融合 卡尔曼滤波 工作原理 仿真 数据处理
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基于因子图的AUV多传感器组合导航算法 被引量:23
4
作者 马晓爽 刘锡祥 +2 位作者 张同伟 刘贤俊 许广富 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第4期454-459,共6页
针对自主水下航行器(AUV)多传感器组合导航系统中不同导航传感器信息更新频率不同步及其可用性动态改变问题,以及AUV所在水下复杂多变的环境与任务需求,提出了基于因子图的AUV多传感器组合导航算法。首先,对捷联惯性导航系统、多普勒计... 针对自主水下航行器(AUV)多传感器组合导航系统中不同导航传感器信息更新频率不同步及其可用性动态改变问题,以及AUV所在水下复杂多变的环境与任务需求,提出了基于因子图的AUV多传感器组合导航算法。首先,对捷联惯性导航系统、多普勒计程仪、磁航向仪、地形辅助导航设备进行建模,构建基于因子图的AUV多源信息融合框架;然后,根据非线性优化理论对系统状态更新过程进行表示,实现变量节点的递推与更新;最后,采用因子图方法对融合数据进行处理,实现AUV多传感器组合导航系统的高精度导航。仿真结果表明,所提因子图方法能够连续稳定地输出较高精度的导航结果,有效实现惯性导航系统与不同导航传感器的非等间隔融合,与联邦卡尔曼滤波算法的导航解算精度相当,水平定位精度均保持在-5^+5 m以内,并且因子图方法具有更好的灵活性和扩展性。半物理仿真结果亦验证了所提方案的可靠性和有效性。 展开更多
关键词 因子图 联邦卡尔曼滤波 组合导航 信息融合 自主水下航行器
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采用双状态传播卡方检验和模糊自适应滤波的容错组合导航算法 被引量:20
5
作者 杨春 张磊 +1 位作者 郭健 陈庆伟 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第4期500-511,共12页
太阳能高空长航时无人机导航系统中,捷联惯导/北斗2κ全球卫星导航/星光导航(SINS/BD2/GPS/CNS)是一种可用的组合方案.针对常规容错组合导航算法故障检测类型单一,故障时滤波精度下降的问题,提出一种采用双状态卡方检验(TSPCST)和模糊... 太阳能高空长航时无人机导航系统中,捷联惯导/北斗2κ全球卫星导航/星光导航(SINS/BD2/GPS/CNS)是一种可用的组合方案.针对常规容错组合导航算法故障检测类型单一,故障时滤波精度下降的问题,提出一种采用双状态卡方检验(TSPCST)和模糊自适应滤波(FAF)的容错组合导航算法.为了同时检测多种故障,将TSPCST应用于联邦滤波结构中;为了防止故障数据污染系统,利用FAF输出的高精度导航信息,对双状态传播器定期交替校正;进一步,FAF运用TSPCST检测得到的故障信息变量,定义量测子系统模糊有效域,将检测阈值模糊化,以弥补常规固定检测阈值算法难以选取阈值的不足;最后,通过计算信息分配因子,自适应处理多种故障数据.仿真结果表明,该容错组合导航算法性能优于常规固定检测阈值算法. 展开更多
关键词 组合导航 联邦卡尔曼滤波 故障检测 故障诊断 双状态传播卡方检验 模糊自适应
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组合导航系统几种滤波方法的分析比较及其性能评价 被引量:16
6
作者 钱华明 雷艳敏 谢常锁 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 2006年第6期95-99,共5页
介绍了用于组合导航系统中的几种常用的滤波方法—如传统滤波方法中的集中卡尔曼滤波和联邦卡尔曼滤波、非传统滤波方法中的神经网络滤波,并从理论上分析了传统滤波方法和非传统滤波方法的优点和不足,最后以SINS/GPS组合导航系统为例进... 介绍了用于组合导航系统中的几种常用的滤波方法—如传统滤波方法中的集中卡尔曼滤波和联邦卡尔曼滤波、非传统滤波方法中的神经网络滤波,并从理论上分析了传统滤波方法和非传统滤波方法的优点和不足,最后以SINS/GPS组合导航系统为例进行了仿真。仿真结果表明,非传统的滤波算法在某些方面优于传统的滤波算法。 展开更多
关键词 组合导航系统 集中卡尔曼滤波 联邦卡尔曼滤波 神经网络滤波
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信息融合技术及其在组合导航系统中的应用 被引量:9
7
作者 吴宝琳 黄晓瑞 崔平远 《战术导弹技术》 2002年第1期39-44,共6页
对目前应用较为普遍的基于联合卡尔曼滤波的信息融合算法进行了改进 .用计算加权系数的方法代替了原来的计算加权矩阵 ,从而避免了求解滤波误差方差阵的逆矩阵 .首先介绍了联合卡尔曼滤波的基本原理、结构形式和算法 ,然后对其改进的算... 对目前应用较为普遍的基于联合卡尔曼滤波的信息融合算法进行了改进 .用计算加权系数的方法代替了原来的计算加权矩阵 ,从而避免了求解滤波误差方差阵的逆矩阵 .首先介绍了联合卡尔曼滤波的基本原理、结构形式和算法 ,然后对其改进的算法进行了分析 ,最后以INS/GPS组合导航系统为例 ,对该算法进行了验证 .仿真计算结果表明 ,该算法对于抑制滤波发散、提高整个系统的精度和运算速度是行之有效的 . 展开更多
关键词 信息融合 联合卡尔曼滤波 组合导航系统
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基于卡尔曼滤波的车辆状态与路面附着估计 被引量:15
8
作者 李刚 解瑞春 +1 位作者 李宁 宗长富 《华南理工大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第8期129-135,共7页
建立了采用Dugoff轮胎模型的三自由度车辆估算模型,设计了基于联邦卡尔曼滤波理论的车辆行驶状态估计算法与基于扩展卡尔曼滤波理论的路面附着系数估计算法,使车辆状态估计与路面附着估计相互联系、闭环反馈、同时进行.选择典型工况,应... 建立了采用Dugoff轮胎模型的三自由度车辆估算模型,设计了基于联邦卡尔曼滤波理论的车辆行驶状态估计算法与基于扩展卡尔曼滤波理论的路面附着系数估计算法,使车辆状态估计与路面附着估计相互联系、闭环反馈、同时进行.选择典型工况,应用Car Sim与Matlab/Simulink联合仿真实验对车辆状态算法和路面附着估计算法进行了验证.结果表明:文中算法能够实现对车辆状态及路面附着系数的准确估计. 展开更多
关键词 联邦卡尔曼滤波 Dugoff轮胎模型 车辆状态 路面附着系数
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GPS/IMU/DMI组合导航方法研究 被引量:13
9
作者 高扬 高逦 +1 位作者 乌萌 王成宾 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第2期396-402,共7页
利用可量测影像具有高精度空间位置信息的特点,提出了一种可量测影像与GPS、IMU组合导航方法。提出了系统框架,研究了可量测影像与道路网数据一体化组织方法,可量测影像与实时影像匹配定位算法,可量测影像与GPS、IMU联邦卡尔曼滤波导航... 利用可量测影像具有高精度空间位置信息的特点,提出了一种可量测影像与GPS、IMU组合导航方法。提出了系统框架,研究了可量测影像与道路网数据一体化组织方法,可量测影像与实时影像匹配定位算法,可量测影像与GPS、IMU联邦卡尔曼滤波导航模型。实验表明,新方法可以弥补车辆导航系统卫星信号失锁、惯性器件误差随时间累积发散等问题,提高了系统在复杂环境中定位精度和稳健性。 展开更多
关键词 可量测影像 影像匹配 卫星导航系统 惯性测量单元 联邦卡尔曼滤波
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基于信息融合的组合导航系统研究 被引量:6
10
作者 黄晓瑞 崔平远 《数据采集与处理》 CSCD 2001年第2期210-214,共5页
针对 GPS接收机在高机动工作状态或受遮挡时易出现“丢星”现象而导致定位中断的问题 ,提出了一种采用 GPS/ GL ONASS/ INS组合导航系统对载体进行快速定位、定向的新方法。文中首先总结了 GPS导航系统的不足 ,在此基础上给出了组合系... 针对 GPS接收机在高机动工作状态或受遮挡时易出现“丢星”现象而导致定位中断的问题 ,提出了一种采用 GPS/ GL ONASS/ INS组合导航系统对载体进行快速定位、定向的新方法。文中首先总结了 GPS导航系统的不足 ,在此基础上给出了组合系统的设计方案和工作原理 ,然后对基于联合卡尔曼滤波的多传感器信息融合算法进行了论述与分析 ,最后给出了计算机仿真。结果表明 :该方法可有效地提高导航系统的精度和可靠性 ,为融合导航系统的数据分析和处理提供了一个有效途径。 展开更多
关键词 组合导航系统 信息融合 GPS 数据采集
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联合卡尔曼滤波器在数据融合中的应用 被引量:9
11
作者 胡宏灿 郭立 朱俊株 《火控雷达技术》 2005年第1期1-4,共4页
介绍多传感器数据融合中联合卡尔曼滤波器的设计步骤 ,并将此方法用于舰船组合导航系统 ,计算机仿真和理论分析表明 ,该滤波器可以做到全局最优 ,其结构遵循信息分配原则 ,提高了系统的数值稳定性和容错性 ,减小了数据传输的工作量与计... 介绍多传感器数据融合中联合卡尔曼滤波器的设计步骤 ,并将此方法用于舰船组合导航系统 ,计算机仿真和理论分析表明 ,该滤波器可以做到全局最优 ,其结构遵循信息分配原则 ,提高了系统的数值稳定性和容错性 ,减小了数据传输的工作量与计算量 ,便于计算机实现 。 展开更多
关键词 组合导航系统 数据融合 联合卡尔曼滤波 计算机仿真 火控雷达
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基于星敏感器/红外地平仪的自主导航算法研究 被引量:9
12
作者 王鹏 张迎春 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2008年第8期1514-1518,共5页
星敏感器和红外地平仪直接敏感地平的天文导航方法简单、可靠,但其导航精度主要取决于红外地平仪,因此导航精度相对较低。间接敏感地平利用星敏感器观测折射星得到地平信息,但是由于折射星数量有限,故不能连续提供观测信息。因此提出了... 星敏感器和红外地平仪直接敏感地平的天文导航方法简单、可靠,但其导航精度主要取决于红外地平仪,因此导航精度相对较低。间接敏感地平利用星敏感器观测折射星得到地平信息,但是由于折射星数量有限,故不能连续提供观测信息。因此提出了一种将直接敏感地平和间接敏感地平相结合的信息融合自主导航方法,对两种导航模式的原理和观测方程进行了详细分析和推导。采用自适应扩展卡尔曼联合滤波算法进行数值仿真。通过对数值仿真结果分析,证实该方法既提高了系统导航精度,又增强了系统可靠性。 展开更多
关键词 自主导航 星敏感器 红外地平仪 联合滤波
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磁浮列车测速定位中的信息融合研究 被引量:8
13
作者 李晓龙 刘锡良 史黎明 《电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第1期87-91,共5页
将信息滤波融合理论引入中低速磁浮列车测速定位领域,在交叉感应回线的测速定位基础上增加雷达测速定位传感器和查询应答器,以交叉感应回线和雷达传感器实现相对定位,以查询应答器实现绝对定位,从而得到多传感器信息融合测速定位,可以... 将信息滤波融合理论引入中低速磁浮列车测速定位领域,在交叉感应回线的测速定位基础上增加雷达测速定位传感器和查询应答器,以交叉感应回线和雷达传感器实现相对定位,以查询应答器实现绝对定位,从而得到多传感器信息融合测速定位,可以显著提高中低速磁浮列车测速定位的精度和可靠性。最后采用MATLAB仿真对结论进行了验证。 展开更多
关键词 信息融合 卡尔曼滤波 测速定位 联邦卡尔曼滤波器
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联邦卡尔曼滤波在捷联惯导/全球定位/里程仪组合系统中的优化设计 被引量:8
14
作者 张海龙 郝静如 李启光 《探测与控制学报》 CSCD 北大核心 2009年第S1期66-68,73,共4页
基于Carlson提出的联邦卡尔曼滤波理论的原理和特点,建立了SINS/GPS/OD组合导航系统的数学模型,设计了组合系统的联邦滤波算法,并使用MATLAB对算法进行了仿真,仿真结果证明了联邦滤波器在组合导航系统应用中的可行性和优越性,该算法计... 基于Carlson提出的联邦卡尔曼滤波理论的原理和特点,建立了SINS/GPS/OD组合导航系统的数学模型,设计了组合系统的联邦滤波算法,并使用MATLAB对算法进行了仿真,仿真结果证明了联邦滤波器在组合导航系统应用中的可行性和优越性,该算法计算量小、容错性好,能实现较高的精度。 展开更多
关键词 联邦卡尔曼滤波 组合导航 捷联惯导系统 全球定位系统 里程仪
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多信息融合车辆行驶状态估计方法研究 被引量:6
15
作者 李宁 李刚 +1 位作者 解瑞春 袁航 《计算机仿真》 CSCD 北大核心 2015年第12期113-118,共6页
准确估计车辆行驶状态信息,可保证汽车主动安全控制。针对目前车辆行驶过程中的状态估计多采用单一集中卡尔曼滤波算法理论上存在实际应用中容错性差、易出现不稳定问题。为提高稳定性,提出了采用联邦容积卡尔曼滤波的车辆行驶状态估计... 准确估计车辆行驶状态信息,可保证汽车主动安全控制。针对目前车辆行驶过程中的状态估计多采用单一集中卡尔曼滤波算法理论上存在实际应用中容错性差、易出现不稳定问题。为提高稳定性,提出了采用联邦容积卡尔曼滤波的车辆行驶状态估计算法。建立了采用Dugoff轮胎模型的非线性三自由度车辆动力学估算模型,将联邦卡尔曼滤波理论和容积卡尔曼滤波理论结合起来设计了联邦容积卡尔曼滤波算法,通过对低成本传感器的信息融合实现对车辆行驶状态的实时准确估计。Car Sim与Simulink联合仿真结果表明,联邦容积卡尔曼滤波算法能够准确估计车辆行驶状态,为实车行驶状态估计提供了新的理论依据。 展开更多
关键词 联邦卡尔曼滤波 容积卡尔曼滤波 估算模型 车辆行驶状态 联合仿真
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一种联邦卡尔曼滤波渐变型故障容错方法 被引量:6
16
作者 张国良 曾静 +1 位作者 李陶 邓方林 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第6期743-747,共5页
具有良好的容错性是组合导航系统的基本要求。组合导航系统易于完成突变型故障的检测与容错,对渐变型故障的检测与容错则较为困难。文中以联邦卡尔曼滤波为组合导航系统状态估计方法,针对渐变型故障,提出了观测品质的概念及其模糊评估方... 具有良好的容错性是组合导航系统的基本要求。组合导航系统易于完成突变型故障的检测与容错,对渐变型故障的检测与容错则较为困难。文中以联邦卡尔曼滤波为组合导航系统状态估计方法,针对渐变型故障,提出了观测品质的概念及其模糊评估方法,应用观测品质进行了导航系统的渐变型故障检测,利用观测品质构成局部滤波器估计均方误差阵的修正矩阵,设计了组合导航系统智能自适应渐变型故障容错方法并完成了仿真运算。 展开更多
关键词 容错滤波 观测品质 组合导航 联邦卡尔曼滤波
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潜艇真航向测量系统 被引量:6
17
作者 许江宁 朱涛 +1 位作者 卞鸿巍 徐金华 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 2005年第3期76-80,共5页
论述了潜艇真航向测量系统(DSSTH)的总体设计和各分系统设计,介绍了系统中采用的时间同步技术和改进的平移不变小波降噪算法。信息组合控制中心子系统采用INS、GPS、计程仪等导航信息组合,利用联邦卡尔曼滤波算法提高了整个系统精度;首... 论述了潜艇真航向测量系统(DSSTH)的总体设计和各分系统设计,介绍了系统中采用的时间同步技术和改进的平移不变小波降噪算法。信息组合控制中心子系统采用INS、GPS、计程仪等导航信息组合,利用联邦卡尔曼滤波算法提高了整个系统精度;首次采用了高精度自动跟踪全站仪组成光学校准分系统测量校正导航系统,校正航向精度达到30″;采用多种关键技术和系统的整体优化设计,DSSTH航向动态测量精度达到0.03°。 展开更多
关键词 导航 时间同步 小波降噪 联邦卡尔曼滤波 潜艇真航向测量系统
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一种改进的组合卫星定位系统的研究 被引量:5
18
作者 梁向阳 张彬 《计算机与数字工程》 2012年第12期43-45,98,共4页
组合定位系统利用了多种卫星的资源,既保证了较高的定位精度,又可以解决在一些特定条件下,某一系统出现问题而导致定位失效的问题。文章对北斗无源定位系统以及GPS全球定位系统二者的组合进行了研究,设计并实现了一种改进的联邦卡尔曼... 组合定位系统利用了多种卫星的资源,既保证了较高的定位精度,又可以解决在一些特定条件下,某一系统出现问题而导致定位失效的问题。文章对北斗无源定位系统以及GPS全球定位系统二者的组合进行了研究,设计并实现了一种改进的联邦卡尔曼滤波系统结构模型,通过对实际试验结果的分析表明,该系统有效抑制了滤波发散,具有定位精度高,可靠性、自主性强的优点。 展开更多
关键词 组合定位 北斗无源定位 GPS全球定位系统 联邦卡尔曼滤波
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联合卡尔曼滤波在多传感器信息融合技术中的应用 被引量:5
19
作者 陈玉坤 司锡才 李志刚 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2005年第SD期946-948,952,共4页
多传感器信息融合技术在目标跟踪领域已经得到了广泛的应用,末制导融合技术是多传感器跟踪系统中的关键技术之一。本文运用联合卡尔曼滤波的先分散处理,再全局融合的思想,对主动雷达、红外传感器的数据融合问题进行了研究。仿真结果和... 多传感器信息融合技术在目标跟踪领域已经得到了广泛的应用,末制导融合技术是多传感器跟踪系统中的关键技术之一。本文运用联合卡尔曼滤波的先分散处理,再全局融合的思想,对主动雷达、红外传感器的数据融合问题进行了研究。仿真结果和实验表明,利用此方法可使雷达、红外传感器达到较好的数据融合效果。 展开更多
关键词 联合卡尔曼滤波 多传感器 信息融合 末制导
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基于纵横向多速度融合的高速列车测速精度研究
20
作者 侯涛 赵廷阳 《北京交通大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第5期48-55,共8页
针对现有高速列车速度控制多数存在的测速误差大、运行效率偏低等问题,提出一种纵横向多速度融合测速方法.首先,通过叠加式采样读取4路速度传感器的测速数据,采用联邦卡尔曼滤波算法对4路测速值分别进行纵向融合滤波,并采用衰减记忆法... 针对现有高速列车速度控制多数存在的测速误差大、运行效率偏低等问题,提出一种纵横向多速度融合测速方法.首先,通过叠加式采样读取4路速度传感器的测速数据,采用联邦卡尔曼滤波算法对4路测速值分别进行纵向融合滤波,并采用衰减记忆法优化该算法存在的滤波发散问题,得到4路纵向融合速度值.其次,对4路纵向融合速度值进行置信距离可靠性判别,确定有效融合速度值数量,排除传感器故障影响.再次,采用优化的贝叶斯数据融合算法对有效纵向融合速度值进行横向多速度融合.最后,对所提算法进行仿真,完成对仿真结果的分析和比较.研究结果表明:基于衰减记忆法的联邦卡尔曼滤波算法的纵向融合速度平均误差为0.6696 km/h,纵横向多速度融合方法的融合速度平均误差为0.3928 km/h,平均测速精度有较大的提升. 展开更多
关键词 测速精度 纵横向多速度融合 联邦卡尔曼滤波 衰减记忆法 贝叶斯数据融合
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