吉宇人
- 作品数：10 被引量：110H指数：6
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- 基于姿态参数切换的四元数快速传递对准算法
- 2012年
- 针对快速传递对准过程中的大失准角情况,在建立非线性四元数误差模型的基础上,对利用姿态参数转换的四元数无迹卡尔曼滤波(QUKF)进行研究。通过四元数和修正罗德里格斯参数间的相互转换关系对四元数加权求和公式进行推导,使计算更为直观。针对扰动sigma点中四元数部分的规范性问题,通过先计算sigma点得到其向量部分,再利用单位化约束得到标量部分的方法进行解决,并在此基础上对含有姿态四元数的误差方差阵进行推导并给出相应公式。仿真结果表明,该算法对大失准角的估计准确度和快速性可以满足传递对准的要求。
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- 关键词：快速传递对准四元数无迹卡尔曼滤波规范性
- 四元数扩维无迹卡尔曼滤波算法及其在大失准角快速传递对准中的应用被引量：5
- 2011年
- 针对快速传递对准中量测失准角为大角度的情况,在非线性欧拉角误差模型基础上,推导了一种基于乘性四元数的等效快速传递对准模型.为解决四元数在无迹卡尔曼滤波(UKF)算法中的应用问题,提出了一种基于四元数的状态扩维无迹卡尔曼滤波(Q--AUKF)算法.该算法将系统噪声增广到状态向量中,解决了乘性四元数噪声无法进行向量意义下四则运算的问题.针对四元数加权均值规范化的限制,采用平均四元数算法保证其正交规范化要求.最后将其应用到快速传递对准中的仿真实验结果表明,在量测误差角为大角度的情况下,该算法具有更高的估计精度与收敛速度.
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- 关键词：快速传递对准无迹卡尔曼滤波规范性
- 基于四元数平方根UKF算法的SINS/GPS紧组合导航系统研究被引量：7
- 2010年
- 在较大初始姿态误差角下,针对SINS/GPS紧组合导航系统扩展卡尔曼滤波(extenthed Kalman filter,EKF)算法定位精度下降的问题,提出了一种基于四元数的平方根无迹卡尔曼滤波(square root unscentedKalman filter,SRUKF)算法。为解决SRUKF算法中四元数正交规范化的限制,通过构造姿态矩阵代价函数将四元数预测均值问题转化为代价函数最小时的四元数向量求解问题,保证了均值四元数的规范化;利用乘性四元数误差表示四元数预测值与均值之间的距离,求取四元数的预测协方差矩阵,保证了算法的合理性。在此基础上,给出了SINS/GPS紧组合系统四元数平方根无迹卡尔曼滤波算法的具体步骤。在较大初始姿态误差角下的仿真实验结果表明,与EKF算法相比,该算法精度更高,稳定性更强。
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- 基于SMC-CPHD的多目标跟踪算法研究被引量：5
- 2012年
- 针对CPHD滤波算法在多目标跟踪中计算难处理和对于局部目标估计存在漏检的问题,提出了基于序贯蒙特卡罗方法的基数概率假设密度(SMC-CPHD)滤波算法。这种方法是将SMC和CPHD两种滤波算法的优点相结合,用一些离散的粒子去接近PHD函数,不仅解决了在滤波修正步没有闭式解的问题,而且避免了当某个目标发生漏检时,PHD权值的转移问题,在递推PHD函数的同时也递推基数分布。将此方法应用到有杂波存在复杂的多目标跟踪环境中,通过仿真实验,对CPHD滤波和SMC-CPHD滤波得出的结果进行比较,验证了本文所提出方法对多目标跟踪的可行性和精确性。
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- 关键词：随机集多目标跟踪
- 捷联惯导系统传递对准技术及误差补偿方法研究
- 传递对准技术是为运动中的载体提供准确的初始基准。在瞬息万变的现代战争中,传递对准技术已成功应用于舰载、机载战术制导武器。而在舰载机传递对准中,由于载机指向不定,此时极有可能出现方位失准角为大角的情况;同时,海浪冲击、载舰...
- 吉宇人
- 关键词：捷联惯导系统大方位失准角误差补偿方法
- 用四元数状态切换无迹卡尔曼曼滤滤波器估计的飞行器姿态被引量：31
- 2012年
- 在较大初始姿态误差角下,针对捷联惯导/CCD星敏感器(strap-intertial navigation system/CCD star sensor,SINS/CCD)姿态估计系统扩展卡尔曼滤波(extended Kalman filter,EKF)算法精度下降的问题,提出了基于四元数的状态切换无迹卡尔曼滤波算法.通过状态实时切换降低了全维无迹卡尔曼滤波(unscented Kalman filter,UKF)的维数,减小了计算复杂度,提高了系统的实时性.文中采用基于特征向量求解的代价函数法计算四元数均值避免了UKF算法中四元数规范化的限制;利用乘性误差四元数表示姿态更新点与估计点之间的距离,解决了四元数协方差阵奇异性问题.仿真实验结果表明:与EKF相比,该算法在精度上有较大提高;与全维UKF算法和修正罗德里格斯参数UKF算法相比,该算法精度相当但估计时间均有不同程度的减少.
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- 关键词：四元数
- 基于四元数粒子滤波的飞行器姿态估计算法研究被引量：17
- 2012年
- 针对飞行器非线性姿态确定问题,提出了一种四元数粒子滤波算法。将状态向量分为线性部分和非线性部分分别进行处理,降低了粒子滤波的运算量。针对四元数加权求和规范化问题,通过构造拉格朗日代价函数的方法将四元数加权和问题转化为代价函数取极值时的四元数向量求解问题;并通过求取四元数误差方差矩阵对角线元素平方根的方法保证扰动四元数的规范化;利用乘性误差四元数表示四元数估计点与采样点之间的距离,求取四元数的协方差矩阵解决了旋转矢量方差计算问题。仿真实验表明,与传统的扩展卡尔曼滤波(EKF)和无迹卡尔曼滤波(UKF)算法相比,该算法估计精度更高,稳定性更好。
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- 关键词：粒子滤波四元数
- QUKF算法及其在SINS初始对准中的应用被引量：19
- 2010年
- 针对捷联惯导系统初始对准过程中的大失准角情况,建立了乘性四元数姿态误差方程。结合UKF算法,提出了基于四元数的UKF算法(QUKF)。以姿态矩阵为对象,通过构造姿态矩阵代价函数的方法来求取四元数的一步预测均值,保证了均值四元数的规范化;利用乘性误差四元数表示四元数Sigma点与均值四元数的距离,以求取四元数的预测协方差矩阵。四元数状态更新中,采用乘性四元数更新保证了滤波过程中四元数的规范化。基于该算法的SINS在粗对准水平失准角为小角度、方位失准角为大角度条件下的仿真实验结果表明,与常规EKF相比,纵、横摇角对准精度均略有提高,而航向角误差估计精度提高显著。
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- 关键词：捷联惯导系统
- 基于修正PSO-UKF的SINS/GPS组合导航滤波算法被引量：3
- 2011年
- 针对噪声时变特性引起滤波精度下降的问题,提出了一种基于修正粒子群技术(PSO)的自适应UKF算法。为了克服传统粒子群算法过早收敛,容易陷入局部最优的问题,基于粒子的适应值方差提出了一种惯性权值实时修正算法,有效改善了传统PSO算法。在使用新息序列对观测噪声进行实时跟踪的同时,通过构造合理的适应度函数将修正PSO算法和UKF滤波技术相结合,实现了对过程噪声统计特性变化的实时跟踪。针对SINS/GPS伪距组合进行了仿真实验。结果表明,该算法对时变噪声统计特性具有较强的自适应性,鲁棒性更强。在过程噪声及量测噪声发生变化的情况下,其对水平距离的估计精度比普通UKF算法提高了至少一倍,而水平速度的估计误差减小为不到原来的1/3。在对高度误差及天向速度误差进行估计时,普通UKF算法的估计误差很快发散,而PSO-UKF算法对高度的估计误差依旧能够保持在10 m以内。
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- 关键词：SINS/GPS无迹卡尔曼滤波
- 基于新息和残差的自适应UKF算法被引量：22
- 2010年
- 针对先验噪声统计特性与实际不符引起卡尔曼滤波精度下降的情况,提出了一种基于新息和残差序列在线估计噪声统计特性的自适应无迹卡尔曼滤波算法。该算法首先通过新息序列实现了对观测噪声协方差矩阵的实时跟踪;然后根据新息和残差的正交性原理估计过程噪声协方差的实时变化;最后利用协方差匹配原则在线修正噪声的理论协方差使其逼近真实的噪声水平,从而实现最优估计。另外算法中通过引入尺度因子,进一步减小了泰勒展开造成的截断误差,提高了估计的精度。DR/GPS组合导航系统的仿真实验表明,该算法对时变的噪声统计特性有较强的自适应性,滤波精度更高,鲁棒性更强。
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- 关键词：无迹卡尔曼滤波自适应卡尔曼滤波残差
