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基于组合导航系统的非线性高斯滤波算法

控制与决策 2016年第9期31卷 1645-1653页

作者：王硕宋申民于浛史小平哈尔滨工业大学航天学院哈尔滨150001 北京宇航系统工程研究所北京100076

由于组合导航系统具有强非线性和模型不确定性的特点,工程中扩展卡尔曼滤波无法满足组合导航系统实际应用的要求.为此,针对贝叶斯框架下高斯类非线性滤波算法的估计性能给出具体分析.首先,在估计点处对非线性函数进行泰勒展开获得泰勒近... 详细信息

由于组合导航系统具有强非线性和模型不确定性的特点,工程中扩展卡尔曼滤波无法满足组合导航系统实际应用的要求.为此,针对贝叶斯框架下高斯类非线性滤波算法的估计性能给出具体分析.首先,在估计点处对非线性函数进行泰勒展开获得泰勒近似,通过一阶矩和二阶矩分析滤波算法的近似精度;然后,通过数值稳定性对非线性滤波算法进行分析;最后,分别采用低维和高维模型对各滤波算法进行对比分析,为组合导航系统的实践提供借鉴.

关键词：非线性滤波组合导航高斯滤波数值稳定性

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基于CUDA的高速并行高斯滤波算法

华中科技大学学报（自然科学版） 2011年第5期39卷 10-13页

作者：卢文龙王建军刘晓军华中科技大学机械科学与工程学院湖北武汉430074

为加快表面三维形貌分析中高斯滤波算法的执行速度,提出了一种基于计算统一设备构架(CUDA)的高斯滤波算法来实现高速并行处理.分析高斯滤波算法原理和CUDA并行计算体系,将CUDA并行计算技术引入到表面分析领域.针对高斯滤波数据间依赖性... 详细信息

为加快表面三维形貌分析中高斯滤波算法的执行速度,提出了一种基于计算统一设备构架(CUDA)的高斯滤波算法来实现高速并行处理.分析高斯滤波算法原理和CUDA并行计算体系,将CUDA并行计算技术引入到表面分析领域.针对高斯滤波数据间依赖性弱和CUDA采用单指令多线程(SIMT)执行模型的特点,总结出适合于CUDA的并行高斯滤波算法流程.实验证明:该方法与CPU串行处理方法相比,其加速比达到40倍以上,可以有效提高数据处理能力.

关键词：高斯滤波计算统一设备构架图像处理器表面形貌并行处理

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基于双边与高斯滤波混合分解的图像融合方法

系统工程与电子技术 2016年第1期38卷 8-13页

作者：周志强汪渤李立广李笋北京理工大学自动化学院北京100081 空军驻华北地区军事代表室北京100086

针对红外与可见光图像融合时,两种异质图像信息容易相互干扰,造成融合图像出现模糊、信息混乱和对比度降低等问题,提出了一种基于双边与高斯滤波混合分解的融合方法。首先采用双边和高斯滤波器对输入的红外与可见光图像进行混合信息分解... 详细信息

针对红外与可见光图像融合时,两种异质图像信息容易相互干扰,造成融合图像出现模糊、信息混乱和对比度降低等问题,提出了一种基于双边与高斯滤波混合分解的融合方法。首先采用双边和高斯滤波器对输入的红外与可见光图像进行混合信息分解,得到小尺度纹理细节、大尺度边缘和底层粗略尺度图像信息;其中的大尺度边缘信息包含红外图像的主要特征,依据该特征确定各分解子信息的融合权重,从而将重要的红外特征信息注入到可见光图像;最后通过对各融合子信息进行组合重构出融合图像。实验结果表明,该算法融合效果要优于传统基于多尺度分解的图像融合算法。

关键词：高斯滤波双边滤波信息分解图像融合

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激光陀螺合光装配中信号的稳健高斯滤波方法

中国激光 2014年第10期41卷 15-20页

作者：马立周辅君谢炜刘波上海大学机电工程与自动化学院上海200072

为了对激光陀螺合光装配中的信号进行去噪处理,并有效抑制残差污染,提出了基于高斯滤波的稳健估计算法。根据合光装配中信号的特点,采用IGGIII和eHuber两种稳健高斯滤波方法与传统高斯滤波方法进行对比分析,并利用迭代算法进行求解,得... 详细信息

为了对激光陀螺合光装配中的信号进行去噪处理,并有效抑制残差污染,提出了基于高斯滤波的稳健估计算法。根据合光装配中信号的特点,采用IGGIII和eHuber两种稳健高斯滤波方法与传统高斯滤波方法进行对比分析,并利用迭代算法进行求解,得到其残差占比、残差平均值、残差均方根、信噪比四个指标参数。实验结果表明,IGGIII稳健高斯滤波方法更能够提高高斯滤波的稳健性能,有效滤除了激光陀螺合光装配中信号的误差,使得滤波后的信号最接近真实信号,验证了稳健高斯滤波方法的有效性。

关键词：信号处理去噪处理高斯滤波稳健估计

考虑随机量测时滞和同步相关噪声的改进高斯滤波算法

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控制理论与应用 2016年第2期33卷 133-145页

作者：于浛张秀杰陈建伟宋申民李鹏北京宇航系统工程研究所北京100076 哈尔滨工业大学控制理论与制导技术研究中心黑龙江哈尔滨150001 哈尔滨工业大学基础与交叉科学研究院黑龙江哈尔滨150001 湘潭大学信息工程学院湖南湘潭411105

经典高斯滤波算法存在量测信息实时获取,以及过程噪声和量测噪声相互独立的假设条件.然而,在工程实际应用中该假设条件有时难以满足.本文针对一类具有随机量测时滞和同步相关噪声的高斯系统的状态估计问题,设计了一种高斯滤波框架形式... 详细信息

经典高斯滤波算法存在量测信息实时获取,以及过程噪声和量测噪声相互独立的假设条件.然而,在工程实际应用中该假设条件有时难以满足.本文针对一类具有随机量测时滞和同步相关噪声的高斯系统的状态估计问题,设计了一种高斯滤波框架形式的最优估计算法,并给出了所设计算法的三阶球径容积法则的次优实现形式-考虑随机量测时滞和同步相关噪声的容积卡尔曼滤波器(CKF–RDSCN).其借助Bernoulli随机序列,来描述系统中可能存在的量测时滞现象,并利用高斯条件分布性质来解决噪声相关问题,在此基础上构建所提出的最优估计算法.仿真结果表明,相比于扩展卡尔曼滤波(EKF),无迹卡尔曼滤波(UKF)以及容积卡尔曼滤波(CKF),在含有随机量测时滞和噪声同步相关的状态估计问题中,CKF–RDSCN具有更高的精度和更好的数值稳定性.

关键词：高斯滤波容积卡尔曼滤波随机时滞同步相关噪声

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基于高斯滤波和近似积分的电动车窗防夹算法

汽车工程 2017年第12期39卷 1464-1471页

作者：刘建国付恒饶政玉赵永浩武汉理工大学现代汽车零部件技术湖北省重点实验室武汉430070 汽车零部件技术湖北省协同创新中心武汉430070 武汉东环车身系统有限公司武汉430056 吉利汽车研究院(宁波)有限公司宁波315000

在蓄电池电压波动或汽车行驶在颠簸路面和深坑路面等情况下,车窗电机产生的霍尔信号脉冲会受到干扰。针对这一干扰,提出了一种防夹算法,即首先通过高斯滤波滤除部分噪声,然后采用近似积分法对脉宽曲线进行积分,再将积分面积和阈值进行... 详细信息

在蓄电池电压波动或汽车行驶在颠簸路面和深坑路面等情况下,车窗电机产生的霍尔信号脉冲会受到干扰。针对这一干扰,提出了一种防夹算法,即首先通过高斯滤波滤除部分噪声,然后采用近似积分法对脉宽曲线进行积分,再将积分面积和阈值进行比较做出是否防夹的判断。利用d SPACE建立电动车窗的快速控制原型系统进行试验。结果表明,与基于卡尔曼滤波的防夹算法相比,所提出的积分算法具有较快的运算速度和较高的鲁棒性。

关键词：电动车窗防夹算法霍尔信号高斯滤波近似积分法

具有随机时滞和异步相关噪声的非线性系统的高斯滤波器设计

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中国惯性技术学报 2015年第2期23卷 238-247页

作者：于浛宋申民王硕李鹏哈尔滨工业大学控制理论与制导技术研究中心哈尔滨150001 湘潭大学信息工程学院湘潭411100

针对随机时滞和异步相关噪声情况下的状态估计问题,提出了一种改进的高斯滤波算法(GF),并给出了其适用于高维系统的实现形式—随机时滞和异步相关容积卡尔曼滤波器(CKF-RDCN)。首先,通过满足Bernoulli分布的互不相关随机序列,来描述系... 详细信息

针对随机时滞和异步相关噪声情况下的状态估计问题,提出了一种改进的高斯滤波算法(GF),并给出了其适用于高维系统的实现形式—随机时滞和异步相关容积卡尔曼滤波器(CKF-RDCN)。首先,通过满足Bernoulli分布的互不相关随机序列,来描述系统观测数据中可能存在的随机时滞现象,将量测噪声作为状态变量用以实现对观测时滞后验概率密度的估计。其次,利用一阶斯特林插值公式来近似估计,由于过程噪声和量测噪声异步相关,而导致的含有随机变量的多维积分问题。最后,依据三阶球径容积法则,给出了CKF-RDCN滤波算法的详细设计。此外,经典GF算法是所提出的改进GF算法的特例,其作为一个通用的非线性滤波算法框架,根据不同的后验概率密度估计方法,可以有不同的实现形式。仿真结果表明,相比于扩展卡尔曼滤波算法(EKF)以及容积卡尔曼滤波算法(CKF),CKF-RDCN在解决含有观测时滞和相关噪声系统的状态估计问题时,具有更高的精度和更好的数值稳定性。

关键词：非线性滤波高斯滤波随机时滞相关噪声容积卡尔曼滤波

自适应高斯滤波与SFIM模型相结合的全色多光谱影像融合方法

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测绘学报 2018年第1期47卷 82-90页

作者：王密何鲁晓程宇峰常学立武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室湖北武汉430079 武汉大学资源与环境科学学院湖北武汉430079

全色-多光谱影像融合技术可以显著提高遥感影像的地物判别能力,但是空间信息融入度与光谱信息保真度是相互矛盾的一组性质,一般方法往往无法平衡这两方面。SFIM算法具有良好的光谱信息保持能力,但是其空间信息融入度较差,影响了整体的... 详细信息

全色-多光谱影像融合技术可以显著提高遥感影像的地物判别能力,但是空间信息融入度与光谱信息保真度是相互矛盾的一组性质,一般方法往往无法平衡这两方面。SFIM算法具有良好的光谱信息保持能力,但是其空间信息融入度较差,影响了整体的融合效果。为此,本文分析了SFIM模型的原理与特点,提出一种自适应高斯滤波与SFIM模型相结合的全色多光谱影像融合方法(AGSFIM)。以均值调整后的多光谱整体平均梯度为标准来计算高斯滤波的最优参数,将下采样全色影像的清晰度调整至同样水平,以保证融合结果的空间信息融入度与光谱信息保真度之间的平衡。利用6种融合算法对"北京二号"(Beijing-2)、"资源三号"02星(ZY-3 02)数据进行对比试验,表明在良好的光谱保持能力的前提下,改进方法可以有效克服SFIM算法空间信息融入不足的缺点。

关键词：自适应高斯滤波影像融合 SFIM模型

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基于图像信噪比选择优化高斯滤波尺度

电子与信息学报 2009年第10期31卷 2483-2487页

作者：王文远北京应用物理与计算数学研究所北京100088

该文提出了一种选择优化高斯滤波尺度的算法。首先对图像的信噪比进行估计,以此来评估图像受噪声退化的程度;然后在样本图像中加上不同程度的噪声,利用最优化准则得到相应的最优高斯滤波尺度;最后在统计意义上研究最优化高斯尺度和图像... 详细信息

该文提出了一种选择优化高斯滤波尺度的算法。首先对图像的信噪比进行估计,以此来评估图像受噪声退化的程度;然后在样本图像中加上不同程度的噪声,利用最优化准则得到相应的最优高斯滤波尺度;最后在统计意义上研究最优化高斯尺度和图像信噪比之间的关系,通过数据拟合,可得到基于图像信噪比来选择高斯滤波尺度的算法。在Canny边界探测和非线性扩散滤波上的应用实验,显示了新算法的有效性。

关键词：图像处理高斯滤波尺度信噪比最优化准则