基于融合方法预测锂离子电池剩余寿命

为了准确地预测锂离子电池剩余寿命,创新性地用无迹卡尔曼、遗传算法和粒子滤波算法融合得到的融合方法研究了锂离子电池剩余寿命预测。用无迹卡尔曼算法的滤波结果所构造的建议分布代替标准粒子滤波算法中的重要性密度函数,用遗传算法的选择、交叉和变异过程代替其重采样过程,将3种算法相融合,用于电池的剩余寿命预测。结果表明,相较于标准粒子滤波算法的估算结果,所提的融合方法有效地降低了粒子退化程度,并抑制粒子多样性丧失,其对电池剩余寿命预测的误差更小,更接近实际值。用该融合方法预测锂离子电池剩余寿命时有更高的精确性和适用性。     

一类噪声相关多传感器系统的新型序贯式融合滤波

对于过程噪声与观测噪声一步互相关、各观测噪声一步自相关的多传感器融合滤波问题,提出了一种新的低维序贯式融合滤波算法.基于低阶迭代正交变换的思想提出了解相关的方法,将观测方程经过等价改写去除系统噪声的相关性,然后依据序贯滤波的思想,依次处理到达融合中心的观测信息,进而得到一类实时序贯式融合滤波算法.整个推导过程在线性最小均方误差意义下严格进行,能够实现系统状态的最优融合估计.最后的仿真验证了新算法在处理上述噪声相关问题上的最优性.     

基于多传感器抗差融合的UKF弹道跟踪算法

弹道跟踪测量过程中,由于环境的复杂性和测量机制自身的问题,测量数据不可避免存在异常值等.传统的加权观测融合估计算法往往直接对来自各个传感器的测量数据进行处理,忽略了数据质量问题对滤波精度的影响.为解决此问题,在加权观测融合算法的基础上引入抗差估计理论,根据观测融合值与融合预测值,计算测量融合残差向量、抗差权重因子和融合观测向量等价协方差阵,实现了异常值的实时分离与修正,解决了融合过程中由于测量数据存在污染导致弹道数据处理精度下降的问题.同时引入平方根滤波思想,避免了常规UKF中误差协方差矩阵非正值引起的滤波散度问题.仿真结果表明该算法估计精度高,计算负担小,能有效地减小测量误差对弹道定轨精度的影响.     

综合颜色和纹理特征的粒子滤波人脸跟踪算法

提出了一种综合颜色和纹理特征的粒子滤波人脸跟踪算法.该方法利用粒子滤波能有效处理非线性非高斯过程和融合目标人脸多种测量信息的特性,针对人脸特征对环境变化的不同鲁棒性,综合加权颜色直方图和旋转复合小波进行人脸特征描述,将颜色和纹理特征融合到粒子滤波跟踪框架中.实验结果表明了该算法的鲁棒性、精确性和灵活性,与基于单一特征的粒子滤波跟踪方法相比,该算法稳健而有效,且对现实场景下人脸的跟踪效果准确.     

“集中式融合的性能一定优于分布式融合的性能”存疑

信息融合领域存在一个公认的“定论”,即集中式融合的性能一定比分布式融合的好,且是最优的;业已证明,当融合系统采用单模型滤波算法,如卡尔曼滤波器时,上述“定论”是成立的;那么在融合系统采用多模型滤波算法,如针对机动目标跟踪的交互多模型滤波(IMM)算法时,情况是否也是如此?抱着对此存疑的态度,对采用IMM算法时的集中式融合与分布式融合进行了研究,给出了扩维、序贯以及等效量测3种集中式融合算法和简单方差凸组合、互协方差组合2种分布式融合算法,并设置不同运动场景对算法进行了大量仿真。仿真实验结果表明,针对交互多模型滤波估计的集中式融合性能并不一定比采用同样滤波算法的分布式融合的好,并给出了作者对此“诧异”现象的认识和理解。     

基于改进粒子滤波的超宽带与惯性测量单元融合定位算法

为了提高UWB与IMU融合定位算法的定位精度,提出了一种基于改进自适应加权数据融合的粒子滤波定位算法。首先利用自适应最优加权融合算法中最小方差估计理论,对粒子滤波中粒子分布权重进行调整;利用阈值限制所求观测方差,避免了因实际环境导致观测方差发散;利用观测噪声协方差和测量值,在粒子滤波后RMSE限制区间求得各传感器最优加权因子,避免因传感器信号弱或丢失产生的算法发散问题。最后,进行了UWB与IMU融合定位的对比实验,实验结果显示该算法与EKF融合算法相比定位精度提高了15%以上。     

一种基于改进卡尔曼滤波的姿态解算算法

针对多传感器融合姿态解算精度不高的问题,本文提出一种改进的卡尔曼滤波算法,即高阶线性互补滤波与扩展卡尔曼滤波(Extended Kalman Filter,EKF)相结合的融合算法。该数据的融合是基于加速度计、陀螺仪传感器频率特性和姿态角的微分方程建立的系统模型,将互补滤波的姿态角数据作为该系统模型的观测值,利用EKF算法对加速度计、陀螺仪、磁力计进行数据融合。高阶的互补滤波和EKF的融合算法能够有效的解决陀螺方向的估计偏差,为了证明该算法的可行性,用搭载IMU(InertialSmeasurementSunit)模块的四旋翼飞行器进行了动态和静态的实验,分析对比了最新导航算法、经典卡滤波算法和该融合算法滤波的效果。实验结果表明：本文提出的高阶无源线性互补滤波和EKF相结合的融合算法,无论在静态还是动态的实时性情况下,都能很明显的去除噪声和抑制姿态角的漂移,且提高了姿态角的精度。     

基于联邦滤波的抗欺骗干扰目标跟踪

基于联邦滤波思想将机载数据链、光电传感器和雷达的探测信息进行融合以解决跟踪过程中雷达易受欺骗干扰的问题。针对不同的欺骗干扰方式,对雷达受欺骗干扰时的量测特性进行了分析;提出了多传感器融合干扰检测算法;结合多模型交互、时间配准、信息等价转换、信息分配,提出了了机载多传感器联邦滤波抗欺骗干扰融合算法的具体实现方法。仿真结果表明本算法能够检测并应对雷达的欺骗干扰,确保对真实目标的有效跟踪。     

基于改进交叉双边滤波的红外与可见光图像融合算法

针对传统交叉双边滤波(CBF)算法在红外与可见光图像的融合过程中存在的噪声以及细节信息缺失等问题,提出一种基于非下采样剪切波变换(NSST)和特征提取来改进交叉双边滤波的图像融合算法.首先,应用NSST对两幅源图像进行处理,计算源图像与处理后图像的差值图像,并将差值图像叠加到源图像得到两幅预处理图像.其次,对两幅预处理图像进行交叉双边滤波,并与其计算差值融合得到细节图,对细节图和预处理图进行加权平均融合,得到初步融合图像,应用直方图均衡化和中值滤波对两幅源图像进行特征提取得到两个特征图,并采取绝对值取大融合特征图.最后,对融合后的特征图与初步融合图像取平均得到最终的融合图像.实验结果表明该算法在视觉效果和评价指标上均明显优于传统的融合算法.     

基于高提升滤波与àtrous小波分解的遥感图像融合算法

针对àtrous小波分解过程中的细节损失以及融合结果边缘模糊等问题,提出一种基于高提升滤波和àtrous小波分解的遥感图像融合算法.首先,利用àtrous小波变换得到第一层小波面,然后将获取的小波面作为非锐化模板进行高提升滤波,最后将滤波后的影像作为高频分量参与àtrous小波重构得到融合图像.基于北京地区的高分一号影像进行了算法验证,结果表明本算法优于传统小波域中的图像融合算法,对于城镇等建筑密度比较高的地区,融合后的影像保留了更多的细节信息,可以更好地支持城市变化检测和城市土地利用分析等方面的应用研究.     

改进的辅助粒子多Agent系统信息融合滤波算法

为克服多Agent系统的非线性问题,提高多Agent系统对信息的协同合作能力,提出一种改进的辅助粒子信息融合滤波算法。该算法通过分析多Agent系统的结构,根据正交小波多尺度分析理论对系统内Agent的信息进行分解、重构,给出以Agent信息为重要采样密度函数的辅助粒子滤波算法,并对滤波结果进行特征融合,得到多Agent系统融合特征。将此算法应用到机动目标跟踪领域,并与传统的滤波算法进行对比,仿真结果验证了该算法的有效性。     

基于Kalman滤波与多特征模糊聚类的图像融合

为了减低图像的噪声,保留有用的信息,获得更为可靠的融合图像,将Kalman滤波引入图像融合中,提出基于Kalman滤波与多特征模糊聚类的图像融合算法.该方法结合滤波和多特征优点,实验结果表明了该方法的有效性.     

基于椒盐噪声滤波算法的优化处理

提出了一种针对椒盐噪声滤波算法的优化方法。首先对椒盐噪声图像进行平滑预处理,将结果与椒盐噪声图像做差运算,当差值大于阈值则判定为噪声点;再利用椒盐噪声图像减去噪声像素点得到一幅未被污染的细节图像,利用滤波处理后的图像减去未被污染的细节图像得到噪声滤波处理后的像素点,然后将这些处理后的像素点与未被污染的细节图像镶嵌融合,实现在滤波过程中只对噪声像素点进行滤波处理。实验结果表明,相较于原椒盐滤波算法,优化算法对峰值信噪比提升了2dB左右;同时,优化算法对去核辐照噪声的滤波算法同样具有优化作用,优化处理所需时间小于0. 01 s,图像的保真率得到了提高。     

基于PF-GPR算法的锂离子电池剩余使用寿命预测

针对锂离子电池退化过程中不可避免的容量再生现象建立了电池退化模型,提出了融合粒子滤波(PF)和高斯过程回归(GPR)的电池剩余使用寿命(RUL)预测算法.仿真实验结果表明,所提出的算法能够实现准确的锂离子电池RUL预测.     

粒子数自适应的粒子滤波算法

针对粒子滤波算法时间复杂度高的问题,引入一种在滤波过程中粒子数可以根据过程噪声方差大小进行调整的自适应粒子滤波算法,即KLD-Sampling粒子滤波算法.该算法在保证一定滤波精度的前提下,可以有效地减少滤波过程中使用的粒子数,从而减小滤波时间,提高滤波效率.此外,分析了该算法中距离阈值和小区域阈值的选取与参与滤波粒子数的关系及其对算法性能的影响.仿真实验对分析结果进行了验证.     

一种基于多尺度的GPS动态滤波方法

以GPS动态滤波方法为研究对象,首先采用了多尺度分析方法,将机动载体的"当前"统计模型与基于统计特性的多尺度信号变换方法相结合;然后结合常规卡尔曼滤波算法,建立起GPS动态滤波的多尺度数据融合估计新算法;最终在最细尺度上获得目标状态基于全局信息的融合估计值。将上述算法应用于GPS的动态滤波中,仿真结果表明,该算法相对于原始算法可有效提高目标状态的估计精度。     

基于信息回收和频域金字塔的红外与可见光图像融合算法

针对传统红外与可见光图像融合过程中所存在的视觉效果模糊、信息损失等问题,提出了一种基于信息回收和频域金字塔的图像融合算法.首先,在图像金字塔的上下采样过程中,使用频域滤波器替代空域滤波器进行滤波,构建源图像的拉普拉斯金字塔.其次,将两个金字塔的对应层进行融合并构建融合金字塔,同时针对融合过程中损失的信息构建回收金字塔.最后,通过上述两个金字塔分别重构出结果图像并叠加得到最终的融合图像.实验结果表明本文所提出的算法能够获得较好的融合效果,在视觉信息保真度等客观评价指标上均优于经典算法.     

基于修正扩展卡尔曼序贯滤波的信息融合算法

针对基于扩展卡尔曼滤波的融合算法存在滤波精度不高的问题,将修正扩展卡尔曼滤波算法与集中式序贯融合算法相结合,用于毫米波雷达和红外传感器目标融合跟踪。即先对毫米波雷达进行修正扩展卡尔曼滤波,再将滤波结果与红外传感器进行融合滤波。仿真结果表明该算法能够提高对机动目标的跟踪精度,增强跟踪系统对环境变化的适应能力。     

一种改进的自适应卡尔曼滤波算法

针对多传感器数据融合时传统卡尔曼滤波算法极易引起滤波发散,降低滤波精度和系统实时性的问题,研究一种改进的自适应滤波算法对多传感器数据进行融合,得到更为准确的信息数据。该算法在简化的Sage-Husa滤波基础上引入滤波收敛性判据,抑制滤波发散并提高滤波精度和稳定性。同时结合强跟踪滤波思想调整增益矩阵,使滤波器具有强跟踪滤波的特性,提高改进的滤波算法对不确定系统模型的鲁棒性以及对突变状态的滤波处理能力。将改进算法与传统卡尔曼滤波算法进行仿真比较。仿真结果表明,在系统模型参数失配或实变噪声未知情况下,改进的自适应滤波算法有更好的鲁棒性,并且在系统状态突变时仍有较好的滤波效果,明显提高了滤波精度和实时性。     

基于粒子滤波的异步数据融合更新算法

对于双基地雷达系统中存在的异步数据融合问题,多采用扩展卡尔曼滤波算法解决,但是应用扩展卡尔曼滤波时,非线性系统必须要进行线性化处理,从而导致滤波结果有很大的误差.为此将粒子滤波算法用于双基地雷达系统中,利用粒子滤波器在解决一步延迟的基础上递推出异步数据融合的多步延迟更新算法,并建立了双基地雷达系统状态方程和观测方程.将两种方法分别对双基地雷达系统进行滤波仿真,仿真实验结果表明粒子滤波算法优于利用扩展卡尔曼滤波的多步更新算法,更能减少跟踪误差.