自适应速度约束滤波在挖掘机GPS系统中的应用

针对挖掘机工作特点的局限性,通过引用速度约束条件和自适应协方差矩阵,在位置速度加速度模型下,提出利用自适应速度约束卡尔曼滤波器对挖掘机动静态目标进行跟踪定位.仿真和实验结果表明:利用自适应速度约束和相关滤波算法,可以有效实现挖掘机运动目标的跟踪定位优化,同时滤波算法的航迹更为连续,跟踪精度更高,均方误差更小.     

基于卡尔曼预测的外骨骼摆动腿随动控制研究

针对一种双关节驱动助力外骨骼机器人中人机交互系统所获取的传感器信息滞后于人体运动意图,从而造成执行机构无法及时跟踪摆动腿的运动,导致无法提供助力的情况,运用卡尔曼滤波算法对采集到的下肢运动信息进行运动意图预测,以弥补延时。利用采集的步态周期数据进行控制仿真实验:依据下肢外骨骼单侧腿简化的二连杆动力学模型,将预测信号输入模型,并采用PD控制验证系统稳定性和预测准确度。仿真结果表明,利用该方法可以对人体运动意图进行有效的预测,可用于驱动外骨骼摆动腿进行随动控制。     

基于卡尔曼滤波算法的单站无源定位原理分析与研究

对空中机动辐射源的定位和跟踪,主要采用卡尔曼滤波方法.本文提出了一种测量目标辐射源脉冲到达时间和到达方向实现固定单站对运动辐射源进行无源定位的算法.运用卡尔曼滤波器,这种算法可以获得很好的定位效果.通过计算机仿真,验证了该方法的正确性与有效性.     

基于信息融合的井下图像跟踪

提出了一种新的井下图像跟踪算法图像相关算法与卡尔曼滤波器之间的信息进行融合·此算法基于贝叶斯规则,将一种常用的均方差图像相关算法和卡尔曼滤波器两者信息进行融合,得到一种新的成像跟踪算法·改进后的算法融合了MSD相关器和卡尔曼滤波器两者的信息,使得两者之间的信息反馈增强,提高了跟踪算法的性能和鲁棒性,大大减少了目标失锁的可能性·另外,改进后的算法还融合了噪声的统计性能,提高了对噪声的抑制能力·从理论计算和实验结果看,用这种算法获得的图像比一般相关算法获得的图像更具有真实性和准确性·     

基于运动模式识别的高程估计算法研究

在室内行人定位系统中,行人的高程定位精度关系到整个定位系统的可靠性。本文提出一种基于腰间传感器的室内行人高程估计算法。首先利用支持向量机识别行人上楼下楼动作,针对行人的运动状态采用自适应的高程估计算法。针对气压计测量值易受环境影响的问题,采用了基于EKF融合气压和加速度的高度估计算法,提高了高度估计算法的稳定性。经实验验证,当室内人员进行平地走、上楼等一连串动作后,基于差分气压测高法计算的高度误差为9.92%,基于加速度估计的行人高度误差为9.52%,EKF融合后定位误差下降到2.32%,提高了高程估计的精度。     

基于采样交通量与卡尔曼滤波的增程式电动汽车续航里程估算研究

为了提高增程式电动汽车续驶里程估算精度,消除驾驶员因电动汽车续驶里程估计不准确产生的忧虑心理,提出一种新的基于采样交通量与卡尔曼滤波的增程式电动汽车里程估算方法。依据不同道路等级,通过指数回归模型对增程式电动汽车交通量进行估算。介绍了卡尔曼滤波原理,给出卡尔曼滤波方法状态方程与观测方程,利用最小二乘法对卡尔曼滤波公式进行推导,获取状态向量预测值和状态向量测试方差矩阵。介绍了单位能耗行驶里程计算方法。结合采样交通量和剩余续驶里程计算结果,通过卡尔曼滤波方法获取下一时刻增程式电动汽车的续驶里程,实现对增程式电动汽车续驶里程的估算。经实验验证,所提方法估算准确性高。     

三维AoA目标跟踪的二次约束卡尔曼滤波算法

在基于到达角(angle of arrival, AoA)的三维目标跟踪中, 伪线性卡尔曼滤波具有稳定性高和计算复杂度低的优点, 但是严重的偏差问题使其跟踪精度迅速下降。针对该问题, 提出一种二次约束卡尔曼滤波(quadratic constraint Kalman filter, QCKF)算法。首先引入涉及所有观测噪声项的增广矩阵, 然后建立与线性卡尔曼滤波等价的目标函数并且附加含有二次项的约束条件, 以此降低偏差影响, 实现更准确的状态更新。QCKF算法采用广义特征值分解求解约束优化问题, 无法直接通过状态更新表达式推导其协方差矩阵, 因此利用约束条件以及矩阵扰动方法完成协方差矩阵更新。仿真分析表明, QCKF算法相较于其他非线性滤波算法具有更优的跟踪性能, 不仅在低噪声条件下可达到后验克拉美罗下界, 而且当噪声严重时能够显著降低跟踪误差, 并且计算开销不高。     

双曲空间中具有平行平均曲率子流形的刚性

设M是双曲空间中具有平行平均曲率的完备子流形,Φ是M的无迹第二基本形式.本文证明了在子流形任意测地球上|Φ|的L~2模小于二次增长条件下,sup_x∈M|Φ|~2(x)小于某常数或者|Φ|的L~n模小于某常数时,M是全脐的,这一结果推广了完备极小子流形的相关结果.     

球直坐标转换误差分析及对卡尔曼滤波的制约

将观测器 (如雷达 )在球坐标系的测量值转换到三维直角坐标系后 ,其误差分布规律将发生变化。通过分析 ,证明了理论模型不能直接应用于卡尔曼滤波 ,得到了适用于卡尔曼滤波的直角坐标系的工作模型 ,并对转换后的误差的理论模型和工程模型进行数值比较 ,两者的数字特征非常接近。