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基于Sigma点卡尔曼滤波的天基红外低轨卫星目标跟踪 被引量：6
1
作者 周军 董鹏 卢晓东 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2012年第8期2206-2210,共5页
临近空间高超声速飞行器的飞行速度很高,采用一般的探测手段难以对其进行跟踪,文中采用天基红外低轨卫星对其进行跟踪,建立了适当的目标运动模型和观测模型,分析研究了Sigma点卡尔曼滤波(SPKF)算法,与EKF算法相比,对非线性系统的估计具... 临近空间高超声速飞行器的飞行速度很高,采用一般的探测手段难以对其进行跟踪,文中采用天基红外低轨卫星对其进行跟踪,建立了适当的目标运动模型和观测模型,分析研究了Sigma点卡尔曼滤波(SPKF)算法,与EKF算法相比,对非线性系统的估计具有较高的精度,且不需要求解复杂的雅克比矩阵。提出了将基于Sigma点卡尔曼滤波的交互式多模型(SPKF-IMM)算法用于天基红外低轨卫星对空间目标跟踪。利用三维空间的机动目标对算法进行了仿真分析,仿真结果表明:该算法具有较好的跟踪性能,进一步验证了SPKF-IMM算法的有效性。 展开更多
关键词 天基红外 高超声速目标 交互式多模型 sigma点卡尔曼滤波
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Sigma点Kalman滤波在惯性导航初始对准中的性能评估 被引量：5
2
作者 张召友 郝燕玲 张鑫 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第6期639-644,共6页
捷联惯性导航系统的大失准角初始对准过程具有非线性特性,Sigma点卡尔曼滤波算法可用于解决大失准角的对准问题。为提高Sigma点卡尔曼滤波的数值稳定性并降低算法复杂度,推导了简化的方根形式的滤波算法。为评估不同Sigma点卡尔曼滤波... 捷联惯性导航系统的大失准角初始对准过程具有非线性特性,Sigma点卡尔曼滤波算法可用于解决大失准角的对准问题。为提高Sigma点卡尔曼滤波的数值稳定性并降低算法复杂度,推导了简化的方根形式的滤波算法。为评估不同Sigma点卡尔曼滤波在初始对准中的性能,引入了一种适用于姿态角全为大失准的欧拉角误差模型。最后对不同Sigma点卡尔曼滤波在初始对准中的应用进行了仿真,并对算法的精度与复杂度作了分析与总结。结果显示该算法可较好的处理大失准角情况下的对准问题,所推导的简化方根滤波算法在不影响对准精度的情况下可使算法的复杂度降低20%,并增强了数值稳定性,是一种较为实用的方法。 展开更多
关键词 初始对准 sigma点卡尔曼滤波 误差模型 复杂度
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光学电流互感器Sigma点卡尔曼滤波去噪方法研究 被引量：4
3
作者 王妍艳 李岩松 《科学技术与工程》 北大核心 2013年第31期9348-9351,共4页
随着电力系统向着超高压大容量发展,光学电流互感器(OCT)在电力系统领域具有广阔的应用前景;而有效地滤除噪声,提高信噪比(SNR)是光学电流互感器信号处理的重要环节。针对光学电流互感器低信噪比的特性,通过改进的卡尔曼滤波算法建立合... 随着电力系统向着超高压大容量发展,光学电流互感器(OCT)在电力系统领域具有广阔的应用前景;而有效地滤除噪声,提高信噪比(SNR)是光学电流互感器信号处理的重要环节。针对光学电流互感器低信噪比的特性,通过改进的卡尔曼滤波算法建立合适的模型以及通过LabVIEW的仿真验算,表明Sigma点卡尔曼滤波能够有效地滤除噪声和提高光学电流互感器的信噪比。 展开更多
关键词 光学电流互感器 卡尔曼滤波 sigma点卡尔曼滤波 LABVIEW
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基于Sigma点全局迭代参数卡尔曼滤波的折线型本构模型参数识别 被引量：3
4
作者 杨纪鹏 夏烨 孙利民 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2022年第7期89-98,共10页
折线型本构模型控制参数少,物理意义明确,但其数学表达式复杂因而识别困难。针对折线型本构模型的参数识别,提出基于Sigma点变换的全局迭代参数卡尔曼滤波算法。所提方法以待识别参数作为状态向量,降低状态向量维度,减少计算量;基于Sigm... 折线型本构模型控制参数少,物理意义明确,但其数学表达式复杂因而识别困难。针对折线型本构模型的参数识别,提出基于Sigma点变换的全局迭代参数卡尔曼滤波算法。所提方法以待识别参数作为状态向量,降低状态向量维度,减少计算量;基于Sigma点卡尔曼滤波避免求解雅克比(Jacobian)矩阵,实现非连续型函数本构模型的参数识别;通过设定目标函数进行全局迭代,以获得最优解。由于非线性系统下一时刻响应与历史路径有关,量测更新时由初始时刻计算到当前时刻。最后,在地震荷载下,将隔震支座系统简化为单自由度双线性模型,将桥墩简化为单自由度Takeda模型,根据该文所提出的方法理念,分别基于无迹卡尔曼滤波(unscented Kalman filter,UKF)、容积卡尔曼滤波(cubature Kalman filter,CKF)和球面单纯形径向容积正交卡尔曼滤波(spherical simplex-radial cubature quadrature Kalman filter,SSRCQKF)采样规则识别折线型本构模型参数。结果表明所提方法能够准确识别非线性参数,同时具有较强的鲁棒性,不同滤波器收敛过程及结果也有所差异。 展开更多
关键词 折线型本构模型 sigma点卡尔曼滤波 参数识别 全局迭代 非线性系统
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Sigma点滤波在GPS/INS导航系统中应用及仿真 被引量：1
5
作者 周磊 徐德民 龚诚 《鱼雷技术》 2009年第5期48-52,共5页
为了弥补现有组合导航算法的不足,提出了一种新的GPS量测数据和惯性导航系统(INS)数据的融合算法。近几十年,组合导航系统中最广泛使用的算法扩展卡尔曼滤波(EKF)是次优滤波器,因为它把非线性模型简化为1阶线性模型,且假设该系统由高斯... 为了弥补现有组合导航算法的不足,提出了一种新的GPS量测数据和惯性导航系统(INS)数据的融合算法。近几十年,组合导航系统中最广泛使用的算法扩展卡尔曼滤波(EKF)是次优滤波器,因为它把非线性模型简化为1阶线性模型,且假设该系统由高斯白噪声驱动,这种简化会导致误差的扩大。而Sigma点卡尔曼滤波器可以克服这些缺点。Sigma点卡尔曼滤波器无需将系统动力学模型线性化,且在Sigma点卡尔曼滤波器中状态的分布采用选择的样本点集合来表示。通过这些样本点可以完全获得高斯随机变量真实的均值和方差,并且高斯随机变量在非线性系统传播时,其均值和方差可以至少精确到2阶。仿真结果表明,Sigma点卡尔曼滤波器在GPS/INS导航系统中表现性能良好。 展开更多
关键词 惯性导航系统 GPS/INS组合导航 sigma点卡尔曼滤波 非线性系统 仿真
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微小型四旋翼飞行器多信息非线性融合导航方法及实现 被引量：16
6
作者 刘建业 贾文峰 +1 位作者 赖际舟 吕品 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第5期575-582,共8页
导航系统的完好性及可用性是微小型无人飞行器实现自主可靠飞行的重要保障。本文设计了基于ARM处理器的四旋翼飞行实验平台,提出一种采用MEMS微惯性器件、磁强计、GPS、光流图像传感器及气压计的多信息融合导航方案,针对多传感器数据更... 导航系统的完好性及可用性是微小型无人飞行器实现自主可靠飞行的重要保障。本文设计了基于ARM处理器的四旋翼飞行实验平台,提出一种采用MEMS微惯性器件、磁强计、GPS、光流图像传感器及气压计的多信息融合导航方案,针对多传感器数据更新不一致的问题,提出了时间更新和量测更新分离的异步滤波方法。针对微小型四旋翼无人飞行器的易受环境影响和多信息数据融合的非线性特点,研究了Sigma点卡尔曼滤波器(Sigma-point Kalman filter,SPKF)的应用,构建了一种新型的四旋翼飞行器微型多信息导航系统。实验表明,该系统在静态和动态飞行环境下可对飞行器的姿态、速度和位置进行可靠估计和量测,能够保证四旋翼飞行器自主飞行的精度和可靠性,满足多种任务需求。 展开更多
关键词 四旋翼飞行器 多信息融合微型导航系统 多传感器 sigma点卡尔曼滤波器
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结合光流跟踪和三焦点张量约束的双目视觉里程计 被引量：4
7
作者 程传奇 郝向阳 +1 位作者 张振杰 赵漫丹 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第4期473-479,共7页
针对城市街道准确实时定位的问题,提出将光流跟踪与三焦点张量约束结合的双目视觉里程计方法。为提高运算效率,将图像序列分为关键帧与非关键帧,对关键帧进行常规的特征点检测与匹配,对非关键帧用Lucas-Kanade光流跟踪特征点对。推导了... 针对城市街道准确实时定位的问题,提出将光流跟踪与三焦点张量约束结合的双目视觉里程计方法。为提高运算效率,将图像序列分为关键帧与非关键帧,对关键帧进行常规的特征点检测与匹配,对非关键帧用Lucas-Kanade光流跟踪特征点对。推导了基于前后帧、左右视图三焦点张量约束的观测方程,顾及动力学方程,组成卡尔曼滤波模型。考虑到观测方程的非线性,采用迭代Sigma点卡尔曼滤波进行解算,解算过程中用RANSAC稳健估计策略提纯匹配,以增强系统整体稳健性。实验结果表明:提出的算法在基本不损失精度(X方向优于5 m,Y方向优于4 m)的情况下,计算速度提升6.2倍,单帧图像平均处理时间由0.3115 s下降为0.0503 s,能够满足城市定位实时准确的需求。 展开更多
关键词 双目视觉里程计 光流 三焦点张量 迭代sigma点卡尔曼滤波
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