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基于高速成像检测与BiLSTM-KF算法的UWB定位校准模型 认领 引用 被引量：5
1
作者 王相勋 韩晓坤 +2 位作者 李杰 荆根强 高耀 《公路交通科技》 CAS CSCD 北大核心 2025年第5期52-61,共10页
【目标】为提高超宽带(UWB)定位技术在运动车辆定位及轨迹检测中的可靠性,解决UWB定位技术在复杂、高速运动场景下精度不足的问题,提出了一种融合高速成像检测与改进卡尔曼滤波算法的UWB车辆运动轨迹校准模型。【方法】该模型以高速相... 【目标】为提高超宽带(UWB)定位技术在运动车辆定位及轨迹检测中的可靠性,解决UWB定位技术在复杂、高速运动场景下精度不足的问题,提出了一种融合高速成像检测与改进卡尔曼滤波算法的UWB车辆运动轨迹校准模型。【方法】该模型以高速相机视频分析为基础,通过AprilTag目标检测算法提取车辆图像坐标,经单消失点VWL标定方法转换至世界坐标系,形成可用于车辆动态位置校准的参考值序列。同时,结合双向长短时记忆网络(BiLSTM)自主学习运动目标的状态转移函数,利用从车辆轨迹数据中提取的动态特征构建可学习网络,实现对车辆运动状态的动态学习,最终通过改进的KF算法对UWB定位的车辆运动轨迹进行校准和预测。为验证所提出的校准模型在优化UWB车辆运动轨迹定位精度方面的有效性,利用高速相机和UWB定位系统同时采集了不同速度下的车辆运动数据。【结果】试验结果表明,通过模型校准后的UWB定位数据与标准值的平均绝对误差缩小为0.0192 m,有效提高了UWB的动态定位精度。【结论】所提出的BiLSTM-KF算法和UWB定位校准模型,实现了UWB动态定位误差的自适应补偿,可有效提高UWB定位系统的准确性和可靠性。 展开更多
关键词 交通计量 UWB定位校准 BiLSTM-KF 车辆轨迹 KF算法 VWL相机标定 AprilTag检测
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融合标准偏差与KF的改进XGBoost室内定位方法 认领 引用
2
作者 凌凤智 刘高辉 《导航定位学报》 CSCD 北大核心 2025年第6期146-154,共9页
针对位置指纹方法室内定位时,因动态环境、多径效应和接入点(AP)不稳定导致精度低的问题,该文提出一种融合标准偏差(SD)与卡尔曼滤波(KF)的改进极限梯度提升(XGBoost)的室内定位方法。离线阶段,首先计算定位区域内AP点接收信号强度(RSS... 针对位置指纹方法室内定位时,因动态环境、多径效应和接入点(AP)不稳定导致精度低的问题,该文提出一种融合标准偏差(SD)与卡尔曼滤波(KF)的改进极限梯度提升(XGBoost)的室内定位方法。离线阶段,首先计算定位区域内AP点接收信号强度(RSS)数据的SD,然后进行降序排列筛选有效、稳定的AP集合;其次,利用卡尔曼滤波进行预处理抑制时变噪声的影响,并以此重构指纹数据库。最后,由于XGBoost算法性能易受初始参数的影响,采用粒子群优化(PSO)算法寻优得到最优的参数,并构建PSO-XGBoost定位模型。在线阶段,将目标点的数据送入已有的定位模型中预测目标的位置。实验结果表明,与其它算法相比,该算法具有良好的定位效果,在1 m、2 m和3 m定位范围内,定位精度分别提升9.1%、14.2%和18.75%。 展开更多
关键词 室内定位 标准偏差(SD) 卡尔曼滤波(KF) 粒子群优化(PSO)算法 极限梯度提升(XGBoost)算法
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基于IBOA-DKF算法的锂电池SOC估计 认领 引用
3
作者 刘意期 王聪 黄建宇 《自动化仪表》 CAS 2025年第3期30-37,共8页
应用传统卡尔曼滤波(KF)算法估计锂电池荷电状态(SOC)时,噪声往往假设为一个固定值的零均值白噪声,从而导致锂电池SOC估计值误差随着迭代次数的增加而不断增大。对此,提出了一种改进蝴蝶优化算法-双卡尔曼滤波(IBOA-DKF)算法。将反向学... 应用传统卡尔曼滤波(KF)算法估计锂电池荷电状态(SOC)时,噪声往往假设为一个固定值的零均值白噪声,从而导致锂电池SOC估计值误差随着迭代次数的增加而不断增大。对此,提出了一种改进蝴蝶优化算法-双卡尔曼滤波(IBOA-DKF)算法。将反向学习策略及动态调整转换概率策略引入蝴蝶优化算法(BOA),可以提高收敛速度、均衡全局搜索及局部开发能力,从而对KF算法的噪声协方差矩阵进行迭代更新。在二阶电阻电容(RC)等效电路模型基础上,利用IBOA-DKF算法分别对内阻Rs与锂电池SOC进行估计。同时,通过两种动态工况测试数据进行仿真,验证了IBOA-DKF算法对锂电池SOC估计绝对值误差在1%以内,因而具备更高的精度、更好的收敛性及鲁棒性。该研究为锂电池SOC更高精度的估计提供了理论依据。 展开更多
关键词 锂电池 荷电状态 卡尔曼滤波 蝴蝶优化算法 等效电路模型
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MS-KF融合算法用于锥套跟踪 认领 引用 被引量：4
4
作者 王旭峰 董新民 +2 位作者 孔星炜 支健辉 王龙 《应用光学》 CAS CSCD 北大核心 2013年第6期951-956,共6页
针对无人机自主空中加油过程中锥套跟踪,提出一种均值漂移-卡尔曼滤波(mean shiftKalman filter,MS-KF)融合算法。分析了基于均值漂移算法的锥套目标模型、相似性度量、锥套目标定位的锥套定位原理;引入卡尔曼滤波器对锥套运动状态进行... 针对无人机自主空中加油过程中锥套跟踪,提出一种均值漂移-卡尔曼滤波(mean shiftKalman filter,MS-KF)融合算法。分析了基于均值漂移算法的锥套目标模型、相似性度量、锥套目标定位的锥套定位原理;引入卡尔曼滤波器对锥套运动状态进行预测,将锥套运动信息融合到均值漂移算法中,以保证锥套跟踪算法的稳定性和鲁棒性;给出了MS-KF融合算法用于锥套识别跟踪的流程;搭建了锥套跟踪半物理实验验证系统,分别进行MS-KF融合算法用于锥套跟踪的半物理实验验证及数值仿真分析。实验结果表明:MS-KF融合算法可以对锥套精确定位跟踪,无人机3个轴向的跟踪误差保持在0.3m的范围内,保证了无人机自主空中加油的顺利进行。 展开更多
关键词 计算机视觉 锥套跟踪 MS—KF融合算法 半物理实验 数值仿真
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基于KF-BPNN融合算法的电池循环寿命预测方法 认领 引用 被引量：5
5
作者 张宁 刘一飞 +1 位作者 汤建林 李佳宽 《海军工程大学学报》 CAS 北大核心 2022年第5期39-44,共6页
为了解决实际应用过程中电池循环寿命预测精度较低的问题,提出卡尔曼滤波-BP神经网络(KF-BPNN)融合算法对电池的循环寿命进行预测。该方法选用电池内阻作为循环寿命的评估参数,利用BPNN预测电池的内阻值,并将预测内阻值作为KF算法的观... 为了解决实际应用过程中电池循环寿命预测精度较低的问题,提出卡尔曼滤波-BP神经网络(KF-BPNN)融合算法对电池的循环寿命进行预测。该方法选用电池内阻作为循环寿命的评估参数,利用BPNN预测电池的内阻值,并将预测内阻值作为KF算法的观测值来修正卡尔曼滤波观测方程系数,从而提高循环寿命预测精度。实验结果表明:融合算法的预测精度有了明显提高。 展开更多
关键词 电池循环寿命 电池寿命预测 内阻 KF-BPNN融合算法
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基于KF-ESN算法的新能源汽车电池组故障在线监控系统 认领 引用 被引量：4
6
作者 朱布博 魏秋兰 +1 位作者 孙少杰 罗明 《微型电脑应用》 2023年第9期11-15,共5页
当前的光学超精密检测采用基于改进CNN电池组故障诊断方法受到噪声数据影响,导致故障数据监控精准度低,对此提出基于KF-ESN算法的新能源汽车电池组故障在线监控系统。使用霍尔传感器结构,检测电池组电压和电流。通过控制模块,使主机具... 当前的光学超精密检测采用基于改进CNN电池组故障诊断方法受到噪声数据影响,导致故障数据监控精准度低,对此提出基于KF-ESN算法的新能源汽车电池组故障在线监控系统。使用霍尔传感器结构,检测电池组电压和电流。通过控制模块,使主机具备自动递增特性,经由SMD-140035H蜂鸣器,实现故障报警。在ESN网络中通过KF算法进行电池组故障在线估计,计算网络输出权值和误差协方差的先验值,通过目标值校正后,只需评估网络输出权值,就能得到精准故障监控系统。实验结果表明,该系统分别与标准故障电压、电流数据存在最大为0.02 V和0.01 A的误差,具有精准监控结果。 展开更多
关键词 KF-ESN算法 新能源汽车 电池组故障 在线监控
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高阶SRC-KF SINS对准模型算法 认领 引用
7
作者 丁国强 徐洁 +1 位作者 周卫东 乔相伟 《郑州大学学报（理学版）》 CAS 北大核心 2014年第4期33-39,共7页
基于SINS初始对准误差参数计算精度要求,利用Gauss-Hermite积分和Gauss-Lagerre积分数值逼近方法,证明了Bayesian最优估计理论的高阶球面径向联合积分数值逼近的五阶SRC-KF算法.通过状态向量坐标变换开展高阶球面径向数值积分逼近计算,... 基于SINS初始对准误差参数计算精度要求,利用Gauss-Hermite积分和Gauss-Lagerre积分数值逼近方法,证明了Bayesian最优估计理论的高阶球面径向联合积分数值逼近的五阶SRC-KF算法.通过状态向量坐标变换开展高阶球面径向数值积分逼近计算,根据获得2n2个球面径向采样点,利用高阶矩匹配方法设计采样点权值展开系统状态后验概率密度函数逼近计算,来达到非线性系统状态参数五阶SRC-KF最优估计算法高精度计算目的.采用四元数姿态建模方法构建新型SINS初始对准非线性误差模型,引入Lagrangian乘子算法计算四元数估计加权均值,最后利用SINS粗对准实验数据开展初始对准高阶SRC-KF模型算法仿真验证研究.通过UKF、CKF和五阶SRC-KF算法估计数据比较,五阶SRC-KF算法计算精度较高,数值计算稳定性好,验证了五阶SRC-KF算法的可行性及计算精度优势. 展开更多
关键词 球面径向积分 捷联惯性导航 初始对准 五阶SRC-KF算法 Lagrangian乘子
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UKF车速估计器的算法研究与仿真 认领 引用 被引量：4
8
作者 芦冰 解小华 +1 位作者 蔡可天 孟凡坤 《吉林大学学报（信息科学版）》 CAS 2015年第1期7-11,共5页
为准确估计车辆的行驶速度,保证汽车的安全性,设计了基于无味卡尔曼滤波算法(UKF:Unscented Kalman Filter)的车速估计器,并与基于卡尔曼滤波(KF:Kalman Filter)算法所建立的估计器进行了比较。两个估计器都以七自由度整车模型为研究平... 为准确估计车辆的行驶速度,保证汽车的安全性,设计了基于无味卡尔曼滤波算法(UKF:Unscented Kalman Filter)的车速估计器,并与基于卡尔曼滤波(KF:Kalman Filter)算法所建立的估计器进行了比较。两个估计器都以七自由度整车模型为研究平台,同时在Matlab中搭建了UKF和KF的算法模型。仿真实验结果表明,当系统输入产生突变时,UKF算法与真实值的绝对误差率始终在4%以内,比KF算法的误差率大约降低了3%,UKF车速估计器能很好地预测车速变化的趋势,相对于KF估计算法效果更佳。 展开更多
关键词 无味卡尔曼滤波算法 卡尔曼滤波算法 车速估计器 绝对误差
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使用KF/EKF算法的新能源汽车电池组故障在线监控系统 认领 引用 被引量：2
9
作者 孙鹏飞 《内燃机与配件》 2024年第15期106-108,共3页
本文介绍了一种使用KF/EKF算法的新能源汽车电池组故障在线监控系统。该系统使用KF/EKF算法,采取了Android的运行形式,实现了登录、通信、显示(电池参数显示和地图显示)和设置功能,能够对新能源汽车电池组的故障监控,延长新能源汽车电... 本文介绍了一种使用KF/EKF算法的新能源汽车电池组故障在线监控系统。该系统使用KF/EKF算法,采取了Android的运行形式,实现了登录、通信、显示(电池参数显示和地图显示)和设置功能,能够对新能源汽车电池组的故障监控,延长新能源汽车电池组的使用寿命,提升新能源汽车电池组的健康水平等目标。 展开更多
关键词 KF/EKF算法 新能源汽车 汽车电池组 故障在线监控系统
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稀土高铁铝合金电缆成缆控制系统设计 认领 引用
10
作者 洪滨 王吉祥 林泽民 《自动化博览》 2025年第10期92-97,共6页
电缆生产线传统常规PID控制方式存在三个不足之处:(1)控制参数手动调整模式,导致线缆成品线径不能处处满足生产要求的标准;(2)常规PID很难克服系统存在的干扰影响,影响生产精度与质量;(3)常规PID不能使生产系统快速趋于稳定,造成不必要... 电缆生产线传统常规PID控制方式存在三个不足之处:(1)控制参数手动调整模式,导致线缆成品线径不能处处满足生产要求的标准;(2)常规PID很难克服系统存在的干扰影响,影响生产精度与质量;(3)常规PID不能使生产系统快速趋于稳定,造成不必要的材料浪费。基于以上三个不足,本文引入了ACO-KF-PID复合控制算法,并设计了“IPC+PLC+现场总线”模式的电缆自动控制生产线。该生产线以S7-300系列PLC作为控制器,采用STEP7进行软件编程,选用MCGS6.2软件进行上位机界面设计,以及基于ACO-KF-PID复合控制方法,实现了对生产设备的实时管理、数据收集、智能控制等功能。最后基于该生产线产出的高质量稀土高铁铝合金电缆与铜芯电缆和纯铝芯电缆进行比较,证明了该电缆稀土铝合金导体的研制与生产控制是成功的。 展开更多
关键词 稀土 铝合金 稀土高铁铝合金电缆 ACO KF ACO-KF-PID复合控制算法 IPC+PLC+现场总线
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基于移动窗卡尔曼滤波算法的结构响应重构 认领 引用 被引量：14
11
作者 张笑华 吴志彪 +1 位作者 吴圣斌 黄梅萍 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2021年第21期90-96,105,共7页
为了克服传统卡尔曼滤波(Kalman filter,KF)算法在重构结构未测点响应时,需要已知测量噪声方差和过程噪声方差以及需假定二者为恒值的问题,提出了一种基于移动窗卡尔曼滤波(moving-window Kalman filter,MWKF)算法的结构响应重构方法。... 为了克服传统卡尔曼滤波(Kalman filter,KF)算法在重构结构未测点响应时,需要已知测量噪声方差和过程噪声方差以及需假定二者为恒值的问题,提出了一种基于移动窗卡尔曼滤波(moving-window Kalman filter,MWKF)算法的结构响应重构方法。该方法的特点在于:无需预先按经验设定测量和过程噪声方差值,利用移动窗技术,首先实时估计二者的数值,然后基于KF算法,利用有限测点的响应信息重构结构未安装传感器位置的响应。以一个平面单跨框架结构为例进行数值模拟和试验分析。分析结果表明:该方法能有效地实时估计测量噪声方差和过程噪声方差,未测点的重构动力响应时程与计算响应时程或者测量响应吻合良好。 展开更多
关键词 噪声方差未知 卡尔曼滤波(KF)算法 移动窗 有限测点 响应重构
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基于双Kalman滤波的并联锂电池组循环寿命估计 认领 引用 被引量：10
12
作者 汪秋婷 戚伟 肖铎 《信息与控制》 CSCD 北大核心 2018年第4期461-467,472,共7页
以磷酸铁锂电池为研究对象,建立锂电池组并联电路等效模型,分析电路模型参数特征,在Kalman滤波算法应用研究的基础上,进行基于双Kalmam滤波(DKF)的健康状况(SOH)估计方法和循环寿命预测方法研究.新方法利用抗差无迹卡尔曼滤波(R-UKF)估... 以磷酸铁锂电池为研究对象,建立锂电池组并联电路等效模型,分析电路模型参数特征,在Kalman滤波算法应用研究的基础上,进行基于双Kalmam滤波(DKF)的健康状况(SOH)估计方法和循环寿命预测方法研究.新方法利用抗差无迹卡尔曼滤波(R-UKF)估计单体电池模型参数和荷电状态(SOC),利用扩展卡尔曼滤波(EKF)估计电池组SOH和循环寿命.实验结果显示,新方法具有较高的估计精度和较好的鲁棒性,对于提高电池组的能量储存能力、利用率和循环寿命有着重要的应用价值. 展开更多
关键词 磷酸铁锂电池 双Kalman滤波 循环寿命 并联电池组 抗差无迹卡尔曼滤波 扩展卡尔曼滤波
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基于聚类和WOA的并行支持向量机算法 认领 引用 被引量：8
13
作者 刘卫明 安冉 毛伊敏 《计算机科学》 CSCD 北大核心 2022年第7期64-72,共9页
针对并行SVM在大数据环境下对冗余数据敏感、参数寻优能力差以及并行过程中出现的负载不均衡等问题,提出了一种基于聚类算法和鲸鱼优化算法的并行支持向量机算法MR-KWSVM。首先,该算法提出KF策略来删减冗余数据,利用删减冗余数据后的数... 针对并行SVM在大数据环境下对冗余数据敏感、参数寻优能力差以及并行过程中出现的负载不均衡等问题,提出了一种基于聚类算法和鲸鱼优化算法的并行支持向量机算法MR-KWSVM。首先,该算法提出KF策略来删减冗余数据,利用删减冗余数据后的数据集训练SVM,降低SVM对冗余数据的敏感性;其次,提出了基于非线性收敛因子和自适应惯性权重的鲸鱼智能优化算法IW-BNAW,利用“IW-BNAW”算法获取SVM的最优参数,提高支持向量机的参数寻优能力;最后,在利用MapReduce构造并行SVM的过程中,提出时间反馈策略用于reduce节点的负载调度,提高了集群的并行效率,实现了高并行的SVM。实验结果表明,所提算法不仅保证了SVM在大数据环境下的高并行计算能力,SVM的分类准确度也有明显提高,并且具有更好的泛化性能。 展开更多
关键词 SVM算法 KF策略 IW_BNAW算法 MapReduce框架 TFB策略
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基于多源信息融合的配电网调度数据安全管控技术 认领 引用 被引量：19
14
作者 林裕新 陈楠 蔡建逸 《电测与仪表》 北大核心 2024年第6期118-125,132,共8页
网络攻击、数据篡改、信息泄露等安全威胁对配电网调度系统造成了严重的影响,导致电力供应中断、设备损坏等严重后果。为保障数字化配网调度的安全性与合理性,研究了基于多源信息融合的配电网调度数据安全管控技术。构建数字化配网调度... 网络攻击、数据篡改、信息泄露等安全威胁对配电网调度系统造成了严重的影响,导致电力供应中断、设备损坏等严重后果。为保障数字化配网调度的安全性与合理性,研究了基于多源信息融合的配电网调度数据安全管控技术。构建数字化配网调度智慧安全管控平台,采集数字化配网调度数据,从而更准确地判断配网运行状况。通过概率数据关联算法,计算多源数字化配网调度数据之间的关联性,并采用联合卡尔曼滤波算法(Kalman filter,KF),融合多源数字化配网调度数据。使用椭圆曲线公钥密码算法(SM2国密算法),加密融合后多源数字化配网调度数据,实现数字化配网调度智慧安全管控,保障数字化配网调度数据安全可靠。实验结果表明,所提技术可以有效保障数字化配网调度数据安全性,当传输的配网调度数据存在攻击时,所提技术可有效过滤攻击内容,实现配网调度智慧安全管控。 展开更多
关键词 多源信息 配电网 KF算法 SM2国密算法
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基于车载摄像头的车辆前方移动光源轨迹预测算法 认领 引用 被引量：3
15
作者 罗石 刘志伟 朱大全 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2021年第9期146-149,共4页
为增强汽车自适应大灯在夜间多类型光源路况中控制的实时性和准确性。以车载摄像头对前方移动光源位置坐标的捕捉为基础,提出了在自回归模型嵌入自适应修正卡尔曼滤波(KF)算法的预测方法。自回归模型对夜间移动光源的运动轨迹可进行多... 为增强汽车自适应大灯在夜间多类型光源路况中控制的实时性和准确性。以车载摄像头对前方移动光源位置坐标的捕捉为基础,提出了在自回归模型嵌入自适应修正卡尔曼滤波(KF)算法的预测方法。自回归模型对夜间移动光源的运动轨迹可进行多个时间步长的实时预测,自适应修正KF算法根据车辆当前行驶环境特征,对自回归模型中的移动光源历史轨迹数据存在的偏差进行实时判别修正,以保证模型预测的准确性。仿真结果表明:所提预测算法具有极高的准确性和实时性,可有效提高自适应大灯系统的控制性能。 展开更多
关键词 汽车自适应大灯系统 移动光源轨迹预测 自回归(AR)模型 自适应修正卡尔曼滤波算法
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一种辅以粒子群算法的卡尔曼并联电力有源滤波器 认领 引用 被引量：4
16
作者 阳潇枭 粟时平 +4 位作者 余学文 王红标 胡亚杰 刘志豪 欧阳振宇 《电力电容器与无功补偿》 2021年第4期141-146,共6页
配电系统网络中非线性负载使用的增加,要求提高配电侧的电能质量。为此,提出了一种基于卡尔曼滤波器(KF)的比例积分(PI)电流控制策略,用于控制并联型有源电力滤波器(SAPF)。为了实现KF性能的准确性,采用粒子群优化(PSO)算法调整参数,KF... 配电系统网络中非线性负载使用的增加,要求提高配电侧的电能质量。为此,提出了一种基于卡尔曼滤波器(KF)的比例积分(PI)电流控制策略,用于控制并联型有源电力滤波器(SAPF)。为了实现KF性能的准确性,采用粒子群优化(PSO)算法调整参数,KF快速且自适应地估算电源参考电流。为了验证控制器的性能,在电源不平衡且负载变化的条件下进行了测试。另外,本文在基于DSP28335的实验平台上做了实验,验证了该方法的优越性。 展开更多
关键词 有源电力滤波器 卡尔曼滤波器(KF) 参考电流 粒子群算法
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一种面向中低速磁浮列车的新型速度测量系统及其算法 认领 引用 被引量：5
17
作者 张征方 蒋杰 +2 位作者 甘韦韦 卢学云 赵旭峰 《控制与信息技术》 2020年第5期12-16,34,共5页
针对磁浮列车计数轨枕法测速存在的低速测不准和高速脉冲漏检等不足,提出了一种基于加速度补偿的速度测量系统和方法,其利用改进的粒子群算法对模糊系统参数进行最优化搜索,并将模糊系统用于卡尔曼滤波器中测量噪声参数的自适应调节,通... 针对磁浮列车计数轨枕法测速存在的低速测不准和高速脉冲漏检等不足,提出了一种基于加速度补偿的速度测量系统和方法,其利用改进的粒子群算法对模糊系统参数进行最优化搜索,并将模糊系统用于卡尔曼滤波器中测量噪声参数的自适应调节,通过构建模糊规则自适应调整测量噪声矩阵中加速度和速度测量噪声,实现对列车速度的最优估计。在某国产中低速磁浮列车上进行了该系统的试验,通过与高精度雷达测得的车辆实际速度对比,证明了本文算法的有效性和可靠性。 展开更多
关键词 磁浮列车 改进粒子群算法 卡尔曼滤波 模糊调节器 加速度 速度计算
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9轴MEMS-IMU实时姿态估算算法 认领 引用 被引量：10
18
作者 张金艺 徐德政 +2 位作者 李若涵 陈兴秀 徐秦乐 《上海大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2015年第5期547-559,共13页
随着对微机电系统一惯性测量单元(micro-electro-mechanical system-inertial measurement unit,MEMS-IMU)在室内定位、动态追踪等应用领域中的需求日益迫切,使得具有高精度、低成本和实时性的MEMS-IMU模块设计成为研究热点.针对MEMS-IM... 随着对微机电系统一惯性测量单元(micro-electro-mechanical system-inertial measurement unit,MEMS-IMU)在室内定位、动态追踪等应用领域中的需求日益迫切,使得具有高精度、低成本和实时性的MEMS-IMU模块设计成为研究热点.针对MEMS-IMU的核心技术——姿态估算进行研究,设计了一种基于四元数的9轴MEMS-IMU实时姿态估算算法.该算法运用分解四元数算法处理加速度和磁感应强度数据,计算出静态四元数;通过角速度与四元数的微分关系估算动态四元数;运用卡尔曼滤波融合动、静态四元数,进而实现实时姿态估算.针对分解四元数算法中存在的奇异值问题,提出了转轴补偿方法对其修正,以实现全姿态估算;考虑动态情况下的非线性加速度分量对姿态估算精度的影响,设计了R自适应卡尔曼滤波器,以进一步提高姿态估算算法的精度.验证结果表明,R自适应卡尔曼滤波器能够有效抑制加速度噪声,提高姿态估算精度;同时,转轴补偿-分解四元数算法能够准确估算奇异值点的姿态信息,并且计算时间仅为原"借角"补偿方法的50%左右,有效提高了整体算法的实时性. 展开更多
关键词 微机电系统-惯性测量单元 姿态估算 分解四元数算法 奇异值补偿 卡尔曼滤波
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多径CD3S信号的混合卡尔曼滤波解调 认领 引用 被引量：2
19
作者 陈鹏 袁国刚 +1 位作者 王永川 高喜俊 《华中科技大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第11期76-80,共5页
提出了一种基于混合卡尔曼滤波的CD3S信号解调算法,在多径衰落信道下,采用状态估计的方法解调混沌直接序列扩频（CD3S）信号.根据混沌系统映射方程建立了混沌码同步问题的状态空间模型,并利用无损卡尔曼滤波器实现了混沌码同步;根据信... 提出了一种基于混合卡尔曼滤波的CD3S信号解调算法,在多径衰落信道下,采用状态估计的方法解调混沌直接序列扩频（CD3S）信号.根据混沌系统映射方程建立了混沌码同步问题的状态空间模型,并利用无损卡尔曼滤波器实现了混沌码同步;根据信道参数与信息码相对于混沌码的慢变特性,建立了信道参数估计与信息码估计问题的状态空间模型,并利用两个卡尔曼滤波器分别估计信道参数与信息码.三个滤波器均把彼此的估计结果作为系统参数,交替工作,通过联合估计实现信息码解调.仿真结果表明：无论多径信道是时不变的还是时变的,算法均可以提高混沌码同步精度,降低CD3S通信系统误码率. 展开更多
关键词 混沌直接序列扩频 解调算法 多径衰落信道 卡尔曼滤波 无损卡尔曼滤波
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多径CD3S信号的多滤波器联合估计解调 认领 引用 被引量：1
20
作者 袁国刚 陈鹏 +2 位作者 王永川 高喜俊 闫云斌 《计算机应用研究》 CSCD 北大核心 2019年第11期3444-3447,共4页
针对多径衰落信道下混沌直接序列扩频(CD3S)信号的解调问题,提出一种基于卡尔曼滤波(KF)、无损卡尔曼滤波(UKF)与最小均方误差(MMSE)滤波联合估计的多径CD3S信号解调算法。算法根据混沌码同步、信道估计与信息码解调间的差异性与关联性... 针对多径衰落信道下混沌直接序列扩频(CD3S)信号的解调问题,提出一种基于卡尔曼滤波(KF)、无损卡尔曼滤波(UKF)与最小均方误差(MMSE)滤波联合估计的多径CD3S信号解调算法。算法根据混沌码同步、信道估计与信息码解调间的差异性与关联性,利用UKF估计混沌码、KF估计信道参数,并通过MMSE滤波重构信息码。三个滤波器均将彼此的估计结果作为系统参数交替工作,通过联合估计实现信息码的解调。仿真结果表明,无论对时不变信道还是时变信道,算法均可以克服多径衰落与信道噪声的影响,实现了多径信道下CD3S信号的解调。 展开更多
关键词 混沌直接序列扩频 解调算法 多径衰落信道 卡尔曼滤波 无损卡尔曼滤波 最小均方误差滤波
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