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WSNs下移动机器人HuberM-ckf离散滤波定位

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计算机应用研究 2016年第6期33卷 1839-1842页

作者：邓先瑞聂雪媛刘国平唐山师范学院计算机科学系河北唐山063000 中国科学院力学研究所北京100190 哈尔滨工业大学航空学院哈尔滨150001

针对传统移动机器人定位算法精度不高的问题,提出一种基于无线传感器网络Hurb M-CKalman滤波(Hckf)算法的移动机器人定位算法。利用Hurb M极大似然估计代价函数,求解线性化后ckf观测矩阵,从而解决ckf滤波算法在未知非高斯白噪声干扰下... 详细信息

针对传统移动机器人定位算法精度不高的问题,提出一种基于无线传感器网络Hurb M-CKalman滤波(Hckf)算法的移动机器人定位算法。利用Hurb M极大似然估计代价函数,求解线性化后ckf观测矩阵,从而解决ckf滤波算法在未知非高斯白噪声干扰下估计精度不高的问题。然后,在体育馆基于WSNs构建了移动机器人定位实验环境,并结合移动机器人动力学模型,对Hckf、ckf算法的定位精度进行对比。结果显示,在不含噪声干扰和含未知噪声干扰两种情况下,Hckf算法定位精度分别比ckf算法提高7%和15%。

关键词：无线传感器网络 HurbM代价函数 ckf滤波移动机器人定位

基于航向角辅助的IMM-ckf雷达/红外跟踪算法

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探测与控制学报 2022年第2期44卷 48-53页

作者：彭滔张亚李世中中北大学机电工程学院山西太原030051

针对传统雷达传感器在非线性机动目标跟踪中,采样信息误差大和目标机动性强等原因造成的跟踪性能低等问题,提出基于航向角辅助的IMM-ckf雷达/红外跟踪算法。该算法构建了雷达和红外传感器组合的复合探测系统,利用红外探测器的测量信息... 详细信息

针对传统雷达传感器在非线性机动目标跟踪中,采样信息误差大和目标机动性强等原因造成的跟踪性能低等问题,提出基于航向角辅助的IMM-ckf雷达/红外跟踪算法。该算法构建了雷达和红外传感器组合的复合探测系统,利用红外探测器的测量信息作为首层辅助信息传递给雷达,实现二者的信息互补;利用复合探测器的量测数据来计算航向角,将航向角信息作为第二层辅助信息与测量信息组成全新复合测量信息,使得跟踪精度明显提高。仿真实验结果表明,该算法能够显著提高对目标的跟踪精度,也有效地提高了对航向角的估计精度和系统的稳定性。

关键词：机动目标跟踪航向角交互式多模型 ckf滤波雷达/红外

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多关节潜器组合导航方法研究

多关节潜器组合导航方法研究

作者：万应能天津大学

学位级别：硕士

导航技术是自主水下机器人(Autonomous Underwater Vehicle,AUV)作业的必备功能之一。现有惯性导航系统在深海环境下存在系统累积误差大、精度低等问题。为提高导航精度,本文针对一种多关节AUV设计了基于捷联惯性导航系统(Strapdown Ine... 详细信息

导航技术是自主水下机器人(Autonomous Underwater Vehicle,AUV)作业的必备功能之一。现有惯性导航系统在深海环境下存在系统累积误差大、精度低等问题。为提高导航精度,本文针对一种多关节AUV设计了基于捷联惯性导航系统(Strapdown Inertial Navigation System,SINS)、全球定位系统(Global Positioning System,GPS)及多普勒测速仪(Doppler Velocity Log,DVL)三种传感器的组合导航系统,采用扩展卡尔曼滤波(Extended Kalman Filter,EKF)和容积卡尔曼滤波(Cubature Kalman Filter,ckf)方法对组合导航的误差模型进行滤波处理。通过GPS测量的实时位置修正SINS解算出的位置信息,并利用DVL测量的实时速度修正SINS解算出的速度信息。本文的主要工作如下:首先,建立了多关节AUV的运动模型,提出了改进的AUV导航参数初始对准方法。根据多关节AUV的运动状态分析,建立了多关节AUV的运动模型。针对GPS无法在水下测量的问题,采用水面校正和水下潜航的导航模式。水面校正模式下采用GPS测量多关节AUV的实时位置,为水下潜航模式的导航参数解算提供数据来源。为减小系统初始误差,对组合导航系统的初始对准过程进行仿真分析。结果表明,改进初始对准后,可补偿系统受外界干扰所产生的误差,提高了多关节AUV系统的导航精度。其次,分析了SINS/GPS/DVL组合导航系统的误差。根据SINS/GPS/DVL组合导航系统中各子系统的组合方式,分析了系统的误差来源,并建立了不同导航模式下的系统误差模型。最后,分别采用EKF和ckf处理SINS/GPS/DVL组合导航系统的误差模型,并进行对比分析。在不同导航模式下,分别采用EKF和ckf处理组合导航系统误差模型,并进行仿真验证。结果表明,组合导航系统的误差累积在EKF和ckf两种滤波下均得到了抑制。相比EKF,ckf在滤波效果、误差累积及实时性等方面性能更好。

关键词：多关节AUV EKF滤波 ckf滤波 SINS/GPS/DVL组合导航系统初始对准

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对等结构下多节点INS误差修正

现代电子技术 2021年第17期44卷 1-5页

作者：李寅龙张天舒刘傲海军航空大学山东烟台264001

传统的多目标跟踪系统一般采用集中式与分布式结构,文中在抗毁性差的集中式与分布式结构的基础上提出无中心化的对等式结构模型,针对INS系统误差随时间增长不断累积的问题,提出在对等式结构下修正多节点INS误差的算法。在对等式结构中... 详细信息

传统的多目标跟踪系统一般采用集中式与分布式结构,文中在抗毁性差的集中式与分布式结构的基础上提出无中心化的对等式结构模型,针对INS系统误差随时间增长不断累积的问题,提出在对等式结构下修正多节点INS误差的算法。在对等式结构中选择导航精度最高的节点建立非线性运动模型,利用ckf滤波对该节点导航信息进行优化,其余节点利用对等结构可通信合作的优势解算滤波相对距离,与通过各自INS解算出相对位置信息之差作为量测值,建立INS误差修正模型,对INS误差参数进行卡尔曼滤波开环输出校正得到最优INS误差估计值,对各节点INS误差进行补偿。仿真结果表明,ckf滤波对非线性运动模型具有较好的跟踪能力,此算法能够对INS系统误差进行有效修正,具有较高的实时性与可靠性。

关键词： INS误差修正对等式结构运动模型信息优化目标跟踪误差补偿 ckf滤波

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基于ckf捷联惯导传递对准方法

科技创新与生产力 2016年第5期 71-74页

作者：欧野刘庆元丰趁得中南大学地球科学与信息物理学院湖南长沙410083

在捷联惯性导航系统的优化研究中,为提高系统的传递对准精度和缩短其对准时间,提出了一种新的非线性滤波方法 (Cubature Kalman Filter,ckf),并且建立了传递对准的大方位失准角误差模型,采用速度加姿态的匹配算法进行ckf滤波仿真。仿真... 详细信息

在捷联惯性导航系统的优化研究中,为提高系统的传递对准精度和缩短其对准时间,提出了一种新的非线性滤波方法 (Cubature Kalman Filter,ckf),并且建立了传递对准的大方位失准角误差模型,采用速度加姿态的匹配算法进行ckf滤波仿真。仿真结果表明ckf能够很好地处理初始对准中的非线性问题,提高初始对准精度,优于EKF的滤波结果。

关键词：捷联惯性导航传递对准 ckf滤波大方位失准角