一种用于解决非线性滤波问题的新型粒子滤波算法 被引量：37

1

作者 王法胜 赵清杰 《计算机学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第2期346-352,共7页

粒子滤波算法受到许多领域的研究人员的重视,该算法的主要思想是使用一个带有权值的粒子集合来表示系统的后验概率密度.在扩展卡尔曼滤波和Unscented卡尔曼滤波算法的基础上,该文提出一种新型粒子滤波算法.首先用Unscented卡尔曼滤波器... 粒子滤波算法受到许多领域的研究人员的重视,该算法的主要思想是使用一个带有权值的粒子集合来表示系统的后验概率密度.在扩展卡尔曼滤波和Unscented卡尔曼滤波算法的基础上,该文提出一种新型粒子滤波算法.首先用Unscented卡尔曼滤波器产生系统的状态估计,然后用扩展卡尔曼滤波器重复这一过程并产生系统在k时刻的最终状态估计.在实验中,针对非线性程度不同的两种系统,分别采用5种粒子滤波算法进行实验.结果证明,文中所提出的算法的各方面性能都明显优于其他4种粒子滤波算法. 展开更多

关键词 非线性滤波 扩展卡尔曼滤波器 unscented卡尔曼滤波器 MKPF

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基于Unscented卡尔曼滤波器的卫星自主天文导航研究 被引量：20

2

作者 张瑜 房建成 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第6期646-650,共5页

针对星光折射间接敏感地平的卫星自主天文导航方法,建立了带摄动项的状态方程和以星光视高度为观测量的量测方程。由于该状态方程和量测方程都是严重非线性的,利用推广的卡尔曼滤波器进行导航时精度较低。Unscented卡尔曼滤波是一种针... 针对星光折射间接敏感地平的卫星自主天文导航方法,建立了带摄动项的状态方程和以星光视高度为观测量的量测方程。由于该状态方程和量测方程都是严重非线性的,利用推广的卡尔曼滤波器进行导航时精度较低。Unscented卡尔曼滤波是一种针对非线性系统的估计新方法。本文提出将Unscented卡尔曼滤波用于自主天文导航。计算机仿真结果显示Unscented卡尔曼滤波的估计精度远优于推广的卡尔曼滤波。 展开更多

关键词 自主天文导航 星光大气折射 unscented卡尔曼滤波器

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一种基于遗传算法的FastSLAM 2．0算法 被引量：20

3

作者 周武 赵春霞 《机器人》 EI CSCD 北大核心 2009年第1期25-32,共8页

FastSLAM 2.0算法的重采样过程会带来"粒子耗尽"问题,为了改进算法的性能、提高估计精度,将FastSLAM 2.0算法与遗传算法相结合,提出了一种解决SLAM问题的方法——遗传快速SLAM算法.针对FastSLAM 2.0算法的特点,设计了一种改... FastSLAM 2.0算法的重采样过程会带来"粒子耗尽"问题,为了改进算法的性能、提高估计精度,将FastSLAM 2.0算法与遗传算法相结合,提出了一种解决SLAM问题的方法——遗传快速SLAM算法.针对FastSLAM 2.0算法的特点,设计了一种改进的遗传算法来兼顾粒子权值和粒子集的多样性.遗传快速SLAM算法采用unscented粒子滤波器估计机器人的路径,地图估计则采用扩展卡尔曼滤波器.采用SLAM领域的标准数据集"car park dataset"对提出的算法进行了验证,实验结果表明遗传快速SLAM算法在估计精度和一致性方面都具有较好的性能,并且算法的计算复杂度能满足实时性要求. 展开更多

关键词 同时定位与地图创建 遗传算法 粒子滤波器 unscented卡尔曼滤波器 扩展卡尔曼滤波器

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带噪声统计估计器的Unscented卡尔曼滤波器设计 被引量：14

4

作者 赵琳 王小旭 +1 位作者 薛红香 夏全喜 《控制与决策》 EI CSCD 北大核心 2009年第10期1483-1488,共6页

针对传统Unscented卡尔曼滤波器(UKF)在噪声先验统计未知或不准确时滤波精度下降甚至发散的问题,基于极大后验(MAP)估计原理,设计了一种带噪声统计估计器的UKF.该UKF滤波算法在进行状态估计的同时,能实时估计和修正噪声均值和协方差.相... 针对传统Unscented卡尔曼滤波器(UKF)在噪声先验统计未知或不准确时滤波精度下降甚至发散的问题,基于极大后验(MAP)估计原理,设计了一种带噪声统计估计器的UKF.该UKF滤波算法在进行状态估计的同时,能实时估计和修正噪声均值和协方差.相比于传统UKF,所提出的UKF具有应对噪声统计变化的自适应能力.仿真结果表明了该UKF滤波算法的有效性. 展开更多

关键词 unscented卡尔曼滤波器 极大后验估计 噪声统计估计器 自适应能力

原文传递

SVD-Unscented卡尔曼滤波的非线性结构系统识别 被引量：9

5

作者 谢强 唐和生 邸元 《应用力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第1期57-61,181,共5页

提出一种基于奇异值分解的unscented卡尔曼滤波(SVD-UKF)非线性滞回结构系统识别方法。SVD-UKF可被看成改进的unscented卡尔曼滤波(UKF)方法,相对UKF而言,SVD-UKF具有更好的鲁棒性和灵活性。此方法不仅避免象扩展卡尔曼滤波(EKF)为了计... 提出一种基于奇异值分解的unscented卡尔曼滤波(SVD-UKF)非线性滞回结构系统识别方法。SVD-UKF可被看成改进的unscented卡尔曼滤波(UKF)方法,相对UKF而言,SVD-UKF具有更好的鲁棒性和灵活性。此方法不仅避免象扩展卡尔曼滤波(EKF)为了计算Jacobians矩阵的所需的导数运算,并且可以克服常规UKF方法在计算协方差时经常遇到的病态条件的缺点。对非线性系统参数的识别和突然变化的识别的数值模拟结果显示了所提出方法的鲁棒性和灵活性。 展开更多

关键词 SVD unscented卡尔曼滤波器 卡尔曼滤波器 非线性 系统辨识

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一种基于RBUKF滤波器的SLAM算法 被引量：8

6

作者 康叶伟 黄亚楼 +1 位作者 孙凤池 苑晶 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2008年第1期17-19,29,共4页

同时定位与建图(SLAM)是智能机器人实现真正自治的必要前提,是一个比单独研究定位或者建图更加困难的课题。该文将基于SUT变换的RBUKF滤波器应用于平面静态环境下的同时定位与建图算法,它能够在同样计算复杂度的情况下,避免基于扩展卡... 同时定位与建图(SLAM)是智能机器人实现真正自治的必要前提,是一个比单独研究定位或者建图更加困难的课题。该文将基于SUT变换的RBUKF滤波器应用于平面静态环境下的同时定位与建图算法,它能够在同样计算复杂度的情况下,避免基于扩展卡尔曼滤波器(EKF)SLAM算法由于线性化误差大导致滤波器发散,从而出现建图错误的缺点。基于公共数据集的实验表明该方法估计的最终地图比EKF的方法精度高。 展开更多

关键词 同时定位与建图 Rao—Blackwellised unscented卡尔曼滤波器 SUT变换

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分数阶Unscented卡尔曼滤波器研究 被引量：5

7

作者 刘彦 蒲亦非 +1 位作者 沈晓东 周激流 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第6期1388-1392,共5页

分数阶微积分在控制系统中的应用日益广泛,随着分数阶动态系统模型的引入,需要求解分数阶状态估计问题的方法。该文从分数阶非线性动态系统模型出发,以概率论为基础,导出分数阶的Unscented卡尔曼滤波器,得到其递推模型并应用于典型的非... 分数阶微积分在控制系统中的应用日益广泛,随着分数阶动态系统模型的引入,需要求解分数阶状态估计问题的方法。该文从分数阶非线性动态系统模型出发,以概率论为基础,导出分数阶的Unscented卡尔曼滤波器,得到其递推模型并应用于典型的非线性系统,UNGM(Univariate Nonstationary Growth Model)模型和再入飞行器跟踪模型。实验结果证明在合理设置分数阶Unscented卡尔曼滤波器阶次的情况下,能够取得优于Unscented卡尔曼滤波器的效果。 展开更多

关键词 分数阶微积分 分数阶动态系统 分数阶状态空间模型 unscented变换 unscented卡尔曼滤波器

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强跟踪Unscented滤波器及其在无源跟踪中的应用 被引量：2

8

作者 李劲 《电讯技术》 2005年第1期160-164,共5页

本文研究用递推算法实现只测量到达角和多普勒频移的无源双基地雷达的目标运动分析。基于Unscented卡尔曼滤波器和强跟踪滤波器,提出了一种新的强跟踪Unscented滤波器算法。新算法在无源双基地雷达目标跟踪的仿真实验中显示了高精度鲁... 本文研究用递推算法实现只测量到达角和多普勒频移的无源双基地雷达的目标运动分析。基于Unscented卡尔曼滤波器和强跟踪滤波器,提出了一种新的强跟踪Unscented滤波器算法。新算法在无源双基地雷达目标跟踪的仿真实验中显示了高精度鲁棒滤波的性能。 展开更多

关键词 无源双基地雷达 强跟踪滤波器 unscented变换 unscented卡尔曼滤波器 目标运动分析

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基于Unscented卡尔曼滤波器的反应堆周期计算算法研究 被引量：5

9

作者 熊华胜 李铎 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第S1期568-571,共4页

基于Unscented卡尔曼滤波器(UKF)对反应堆周期的计算算法进行了研究,给出了相应的反应堆周期计算算法,并使用仿真和实验数据对算法进行了验证。结果表明:提出的基于UKF的反应堆周期算法是可行的,可较好地抑制噪声对反应堆周期估算的影响... 基于Unscented卡尔曼滤波器(UKF)对反应堆周期的计算算法进行了研究,给出了相应的反应堆周期计算算法,并使用仿真和实验数据对算法进行了验证。结果表明:提出的基于UKF的反应堆周期算法是可行的,可较好地抑制噪声对反应堆周期估算的影响,从而复现信号的本来特征。 展开更多

关键词 反应堆周期 unscented卡尔曼滤波器 算法

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基于差分进化的Unscented FastSLAM2.0算法 被引量：5

10

作者 吴迎国 于春梅 《井冈山大学学报（自然科学版）》 2016年第6期48-54,共7页

针对Fast SLAM2.0算法中重采样过程带来的"粒子耗尽"问题,将差分进化引入进来,提出一种基于差分进化的无迹Fast SLAM2.0算法。首先采用unscented粒子滤波器估计机器人的路径后验概率,然后采用扩展卡尔曼滤波器对环境路标进行... 针对Fast SLAM2.0算法中重采样过程带来的"粒子耗尽"问题,将差分进化引入进来,提出一种基于差分进化的无迹Fast SLAM2.0算法。首先采用unscented粒子滤波器估计机器人的路径后验概率,然后采用扩展卡尔曼滤波器对环境路标进行估计和更新,最后引入改进的差分进化算法代替重采样过程来优化粒子。仿真实验表明,与Fast SLAM2.0算法相比,该方法提高了机器人在路径估计和路标估计上的精度,验证了算法的有效性。 展开更多

关键词 同时定位与地图构建 移动机器人 粒子滤波器 unscented卡尔曼滤波器 差分进化算法

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仅用星敏感器的卫星姿态估计UKF算法研究 被引量：3

11

作者 孙兆伟 李晖 张世杰 《飞行力学》 CSCD 北大核心 2006年第3期56-60,共5页

针对无陀螺或陀螺失效等情况下的卫星姿态确定问题,应用基于Unscented变换的Unscented滤波理论,提出了仅利用星敏感器矢量观测信息来确定无陀螺卫星姿态的Unscented卡尔曼滤波算法,并进行了数学仿真,仿真结果表明了所提出的UKF算法在无... 针对无陀螺或陀螺失效等情况下的卫星姿态确定问题,应用基于Unscented变换的Unscented滤波理论,提出了仅利用星敏感器矢量观测信息来确定无陀螺卫星姿态的Unscented卡尔曼滤波算法,并进行了数学仿真,仿真结果表明了所提出的UKF算法在无陀螺情况下对卫星姿态估计的有效性和可靠性。 展开更多

关键词 姿态估计 unscented卡尔曼滤波器 星敏感器

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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

12

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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基于UKF的双平台无源融合跟踪方法 被引量：2

13

作者 王中华 覃征 韩毅 《系统仿真学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第19期4477-4481,4486,共6页

针对存在配准偏差的双平台无源融合跟踪系统,提出了基于扩维Unscented卡尔曼滤波的配准跟踪一体化方法,在跟踪算法中,采用模糊调度方法调节"当前"统计模型参数,引入渐消因子,能够在状态发生突变时,迅速调整系统参数,提高了系... 针对存在配准偏差的双平台无源融合跟踪系统,提出了基于扩维Unscented卡尔曼滤波的配准跟踪一体化方法,在跟踪算法中,采用模糊调度方法调节"当前"统计模型参数,引入渐消因子,能够在状态发生突变时,迅速调整系统参数,提高了系统的抗机动目标自适应能力。仿真结果表明,这种跟踪算法能够较好地解决双平台无源融合跟踪系统中的配准偏差问题。 展开更多

关键词 纯角度跟踪 无源融合 unscented卡尔曼滤波器 配准

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基于SSPF算法的移动机器人全局定位研究 被引量：1

14

作者 罗颖 谭冠政 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2008年第5期31-34,共4页

传统粒子滤波器(PF)算法在移动机器人全局定位时会出现粒子退化和粒子耗尽问题,导致定位失败。提出了一种改进的PF算法即智能采样PF(SSPF)算法,该方法采用Unscented卡尔曼滤波器(UKF)算法和基于相关熵的自适应重采样算法相结合的方法,... 传统粒子滤波器(PF)算法在移动机器人全局定位时会出现粒子退化和粒子耗尽问题,导致定位失败。提出了一种改进的PF算法即智能采样PF(SSPF)算法,该方法采用Unscented卡尔曼滤波器(UKF)算法和基于相关熵的自适应重采样算法相结合的方法,较好解决了传统PF算法所引起的粒子退化问题。由于重采样的一种极端情况会带来粒子耗尽问题,采用MH(metropolis hastings)算法,较好地解决了粒子耗尽问题。与以往方法相比,该方法可以实现准确性较高的移动机器人全局定位。 展开更多

关键词 粒子滤波器 移动机器人 全局定位 智能采样PF算法 unscented卡尔曼滤波器 MH算法

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快速SLAM算法的一种新的滤波架构 被引量：1

15

作者 周武 赵春霞 《计算机科学与探索》 CSCD 2008年第5期553-560,共8页

FastSLAM算法是同时定位与地图创建领域的一类重要方法,UPF-IEKFFastSLAM2.0算法采用UPF估计机器人的路径,地图估计则采用IEKF算法。UPF算法使粒子向后验概率高的区域运动,提高了估计精度,并且UPF算法比普通粒子滤波算法需要更少的粒子... FastSLAM算法是同时定位与地图创建领域的一类重要方法,UPF-IEKFFastSLAM2.0算法采用UPF估计机器人的路径,地图估计则采用IEKF算法。UPF算法使粒子向后验概率高的区域运动,提高了估计精度,并且UPF算法比普通粒子滤波算法需要更少的粒子数,因而可以降低计算复杂度;IEKF算法通过迭代观测更新过程来提高估计精度。仿真实验表明,当迭代次数小于等于2时,UPF-IEKFFastSLAM2.0算法的地图估计累计时间比UPF-UKFFastSLAM2.0算法短;当迭代次数为2时,其估计精度高于UPF-UKFFastSLAM2.0算法。综合考虑估计精度和计算复杂度,认为"UPF-IEKF"是一种更合理的FastSLAM算法滤波架构。 展开更多

关键词 同时定位与地图创建 粒子滤波器 unscented卡尔曼滤波器 迭代扩展卡尔曼滤波器

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基于Unscented卡尔曼滤波器的信号转导通路参数与不可观测状态估计 被引量：1

16

作者 刘太元 贾建芳 +1 位作者 王宏 岳红 《生物物理学报》 CAS CSCD 北大核心 2007年第1期54-66,共13页

系统生物学的一个主要目的是建立细胞信号转导通路的数学模型。然而细胞信号转导通路多具有较强非线性、参与生化反应物质多等特点,同时测量数据往往不完备,并且混有来自实验各个阶段的各种噪声,这些都给模型参数估计带来很大困难。该... 系统生物学的一个主要目的是建立细胞信号转导通路的数学模型。然而细胞信号转导通路多具有较强非线性、参与生化反应物质多等特点,同时测量数据往往不完备,并且混有来自实验各个阶段的各种噪声,这些都给模型参数估计带来很大困难。该文采用Unscented卡尔曼滤波器估计信号转导通路未知参数与模型不可观测状态。以肿瘤坏死因子诱导的核转录因子κB信号转导通路为例进行了仿真,结果表明,采用该方法可以在噪声干扰下较准确地的估计系统未知参数和不能观测状态。 展开更多

关键词 系统生物学 unscented卡尔曼滤波器 参数估计 信号转导通路

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基于UKF与模型误差的交互式多模型算法 被引量：1

17

作者 曲彦文 张二华 杨静宇 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第12期3565-3569,共5页

在最小距离设计准则下,提出了一种基于Monte-Carlo采样和K均值聚类的模型集合设计实现方法。通过讨论由于真实模式与模型之间的差异所可能引发的问题,提出基于UKF与模型误差的交互式多模型改进算法。新算法中每个模型采用Unscented Kalm... 在最小距离设计准则下,提出了一种基于Monte-Carlo采样和K均值聚类的模型集合设计实现方法。通过讨论由于真实模式与模型之间的差异所可能引发的问题,提出基于UKF与模型误差的交互式多模型改进算法。新算法中每个模型采用Unscented Kalman Filter处理非线性估计问题。Monte-Carlo仿真实验表明当真实模式远离模型集合中的各模型时,新算法比IMM更具鲁棒性。并且当真实模式保持不变时,从全局角度考虑新算法比IMM优越。 展开更多

关键词 混合系统 交互式多模型 unscented卡尔曼滤波器 模型误差 鲁棒性

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UKF在GPS/INS组合导航系统中的应用 被引量：6

18

作者 毛克诚 孙付平 李海丰 《测绘科学技术学报》 北大核心 2007年第3期200-202,206,共4页

扩展卡尔曼滤波(EKF)是GPS/INS组合导航系统工程实现中常用的一种数据融合方式。但EKF线性化误差在一定程度上影响了GPS/INS组合导航系统精度的提高。Unscented卡尔曼滤波器(UKF)是一种非线性滤波器,它能有效地减小线性化误差对GPS/INS... 扩展卡尔曼滤波(EKF)是GPS/INS组合导航系统工程实现中常用的一种数据融合方式。但EKF线性化误差在一定程度上影响了GPS/INS组合导航系统精度的提高。Unscented卡尔曼滤波器(UKF)是一种非线性滤波器,它能有效地减小线性化误差对GPS/INS组合导航系统精度的影响。基于四元数法建立了GPS/INS组合导航系统的非线性误差方程模型;最后通过数字仿真验证了UKF组合导航系统应用中的性能。 展开更多

关键词 unscented卡尔曼滤波器(UKF) 扩展卡尔滤波(EKF) 非线性 GPS/INS组合 UT

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