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基于变分贝叶斯与子空间辨识的融合定位算法
1
作者
夏金凤
刘延旭
《德州学院学报》
2023年第6期44-49,55,共7页
面向全球导航卫星拒止环境下无人机室内高精度高可靠定位导航需求,室内电磁环境复杂导致的传感器噪声时变和无人机高灵动性导致的无人机运动过程噪声时变,降低了定位状态估计值的精度和稳定性的问题,而传统变分贝叶斯滤波方法仅能估计...
面向全球导航卫星拒止环境下无人机室内高精度高可靠定位导航需求,室内电磁环境复杂导致的传感器噪声时变和无人机高灵动性导致的无人机运动过程噪声时变,降低了定位状态估计值的精度和稳定性的问题,而传统变分贝叶斯滤波方法仅能估计过程或观测噪声,为此,提出了基于变分贝叶斯与子空间辨识的无人机融合定位算法,在变分贝叶斯框架下基于子空间辨识理论,实现了时变过程噪声的动态估计,解决了现有变分贝叶斯框架无法同时估计时变观测和过程噪声的问题,最后通过实测数据集的UWB/IMU/光流融合定位测试验证结果表明,该方法提升了无人机室内定位的精度和鲁棒性。
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关键词
变分贝叶斯
子空间辨识
融合定位
时变噪声方差估计
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职称材料
基于VBKF-CPA-TSA算法的UWB定位技术
被引量：
2
2
作者
曹波
朱万洁
+2 位作者
姜春霞
张华
李蒙
《仪器仪表学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第10期120-129,共10页
设施内移动农业设备的精准定位是农业智能化、无人化发展的关键。针对设施内GPS拒止环境下农业设备的定位问题,提出利用超宽带(UWB)系统构建设施内移动农业设备的导航定位系统。为了提高移动农业设备的定位精度,提出利用变分卡尔曼滤波(...
设施内移动农业设备的精准定位是农业智能化、无人化发展的关键。针对设施内GPS拒止环境下农业设备的定位问题,提出利用超宽带(UWB)系统构建设施内移动农业设备的导航定位系统。为了提高移动农业设备的定位精度,提出利用变分卡尔曼滤波(VBKF)对UWB系统的4个测量距离进行平滑处理,提高测量距离的估计精度,采用全质心定位算法(CPA)求解目标节点的位置坐标;为了进一步提高定位精度,利用改进的泰勒级数优化算法(TSA)对VBKF-CPA方法的定位结果进行优化处理。以移动机器人为实验平台,利用UWB系统在室内开展了动静态模拟实验,验证所提方法的有效性。实验结果表明,VBKF-CPA-TSA算法能提升目标节点的定位精度,获得较稳定的定位结果,x轴、y轴、z轴的平均误差由0.085、0.071、0.064 m减小为0.034、0.032、0.028 m,平均估计精度分别提高了60%、54.9%、56.3%;VBKF-CPA-TSA算法的动态定位轨迹更逼近真实轨迹,表明所提定位算法能提高设施内UWB系统的定位精度,该方法为设施内GPS拒止环境中移动农业设备的定位提供新方法。
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关键词
超宽带
移动式农业设备
变分卡尔曼滤波
定位精度
泰勒级数算法
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职称材料
非对称冗余惯导的在线标定与容错估计反馈策略
被引量：
2
3
作者
肖烜
卢建睿
+1 位作者
张永炎
沈凯
《中国惯性技术学报》
EI
CSCD
北大核心
2022年第3期288-295,共8页
为保证惯性导航信息的可靠性,在体积与成本受限的情况下设计了一种非对称冗余惯性导航系统,包括FOG-INS和MEMS-INS两套惯导。无故障时FOG-INS输出导航信息并利用序贯变分贝叶斯卡尔曼滤波在线标定MEMS惯性器件误差,估计结果的指数加权...
为保证惯性导航信息的可靠性,在体积与成本受限的情况下设计了一种非对称冗余惯性导航系统,包括FOG-INS和MEMS-INS两套惯导。无故障时FOG-INS输出导航信息并利用序贯变分贝叶斯卡尔曼滤波在线标定MEMS惯性器件误差,估计结果的指数加权收敛度被映射到统一闭区间内实现标准化评价。诊断出FOG-INS故障后,估计反馈策略将基于标准化评价结果补偿MEMS惯性器件误差,校正MEMS-INS并输出导航信息。仿真实验结果显示,经过0.8 s的检测延时,故障后基于变分贝叶斯卡尔曼滤波的MEMS惯导y轴陀螺漂移、z轴陀螺漂移的估计相比于标准Kalman滤波分别提升了80.80%和67.76%,发生故障60 s后完成误差校正的MEMS-INS水平位置误差相比于不校正时减小了33.59%,有效保证了惯性导航信息的可靠性。
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关键词
非对称冗余
惯性导航
故障诊断
在线标定与评价
变分贝叶斯卡尔曼滤波
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职称材料
题名
基于变分贝叶斯与子空间辨识的融合定位算法
1
作者
夏金凤
刘延旭
机构
德州学院计算机与信息学院
出处
《德州学院学报》
2023年第6期44-49,55,共7页
基金
德州学院校级科研项目资助(2022xjrc111)。
文摘
面向全球导航卫星拒止环境下无人机室内高精度高可靠定位导航需求,室内电磁环境复杂导致的传感器噪声时变和无人机高灵动性导致的无人机运动过程噪声时变,降低了定位状态估计值的精度和稳定性的问题,而传统变分贝叶斯滤波方法仅能估计过程或观测噪声,为此,提出了基于变分贝叶斯与子空间辨识的无人机融合定位算法,在变分贝叶斯框架下基于子空间辨识理论,实现了时变过程噪声的动态估计,解决了现有变分贝叶斯框架无法同时估计时变观测和过程噪声的问题,最后通过实测数据集的UWB/IMU/光流融合定位测试验证结果表明,该方法提升了无人机室内定位的精度和鲁棒性。
关键词
变分贝叶斯
子空间辨识
融合定位
时变噪声方差估计
Keywords
variational
bayesian
filtering
subspace
identification
fusion
positioning
time-varying
noise
estimation
分类号
TN92 [电子电信—通信与信息系统]
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职称材料
题名
基于VBKF-CPA-TSA算法的UWB定位技术
被引量：
2
2
作者
曹波
朱万洁
姜春霞
张华
李蒙
机构
安徽科技学院机械工程学院
安徽工业大学机械工程学院
出处
《仪器仪表学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第10期120-129,共10页
基金
安徽省科技厅自然科学面上项目(2308085ME150)
安徽省教育厅重点项目(2022AH051636)
滁州市人才项目(JXWD202201,881208)资助。
文摘
设施内移动农业设备的精准定位是农业智能化、无人化发展的关键。针对设施内GPS拒止环境下农业设备的定位问题,提出利用超宽带(UWB)系统构建设施内移动农业设备的导航定位系统。为了提高移动农业设备的定位精度,提出利用变分卡尔曼滤波(VBKF)对UWB系统的4个测量距离进行平滑处理,提高测量距离的估计精度,采用全质心定位算法(CPA)求解目标节点的位置坐标;为了进一步提高定位精度,利用改进的泰勒级数优化算法(TSA)对VBKF-CPA方法的定位结果进行优化处理。以移动机器人为实验平台,利用UWB系统在室内开展了动静态模拟实验,验证所提方法的有效性。实验结果表明,VBKF-CPA-TSA算法能提升目标节点的定位精度,获得较稳定的定位结果,x轴、y轴、z轴的平均误差由0.085、0.071、0.064 m减小为0.034、0.032、0.028 m,平均估计精度分别提高了60%、54.9%、56.3%;VBKF-CPA-TSA算法的动态定位轨迹更逼近真实轨迹,表明所提定位算法能提高设施内UWB系统的定位精度,该方法为设施内GPS拒止环境中移动农业设备的定位提供新方法。
关键词
超宽带
移动式农业设备
变分卡尔曼滤波
定位精度
泰勒级数算法
Keywords
ultra-wide
band
mobile
agricultural
equipment
variational
bayesian
Kalman
filtering
positioning
accuracy
Taylor
series
algorithm
分类号
TH701 [机械工程—仪器科学与技术]
TD421 [机械工程—精密仪器及机械]
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职称材料
题名
非对称冗余惯导的在线标定与容错估计反馈策略
被引量：
2
3
作者
肖烜
卢建睿
张永炎
沈凯
机构
北京理工大学自动化学院
出处
《中国惯性技术学报》
EI
CSCD
北大核心
2022年第3期288-295,共8页
基金
国家自然科学基金(61873038)。
文摘
为保证惯性导航信息的可靠性,在体积与成本受限的情况下设计了一种非对称冗余惯性导航系统,包括FOG-INS和MEMS-INS两套惯导。无故障时FOG-INS输出导航信息并利用序贯变分贝叶斯卡尔曼滤波在线标定MEMS惯性器件误差,估计结果的指数加权收敛度被映射到统一闭区间内实现标准化评价。诊断出FOG-INS故障后,估计反馈策略将基于标准化评价结果补偿MEMS惯性器件误差,校正MEMS-INS并输出导航信息。仿真实验结果显示,经过0.8 s的检测延时,故障后基于变分贝叶斯卡尔曼滤波的MEMS惯导y轴陀螺漂移、z轴陀螺漂移的估计相比于标准Kalman滤波分别提升了80.80%和67.76%,发生故障60 s后完成误差校正的MEMS-INS水平位置误差相比于不校正时减小了33.59%,有效保证了惯性导航信息的可靠性。
关键词
非对称冗余
惯性导航
故障诊断
在线标定与评价
变分贝叶斯卡尔曼滤波
Keywords
asymmetric
redundancy
inertial
navigation
fault
diagnosis
on-line
calibration
and
evaluation
variational
bayesian
Kalman
filter
分类号
U666.1 [交通运输工程—船舶及航道工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于变分贝叶斯与子空间辨识的融合定位算法
夏金凤
刘延旭
《德州学院学报》
2023
0
下载PDF
职称材料
2
基于VBKF-CPA-TSA算法的UWB定位技术
曹波
朱万洁
姜春霞
张华
李蒙
《仪器仪表学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023
2
下载PDF
职称材料
3
非对称冗余惯导的在线标定与容错估计反馈策略
肖烜
卢建睿
张永炎
沈凯
《中国惯性技术学报》
EI
CSCD
北大核心
2022
2
下载PDF
职称材料
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