国家自然科学基金(60834005)
- 作品数：36 被引量：283H指数：9
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- 相关机构：哈尔滨工程大学安徽工商职业学院江苏自动化研究所更多>>
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- 基于卡尔曼滤波的地形反演方法及其仿真研究被引量：2
- 2011年
- 推导基于卡尔曼滤波的海底地形反演算法,算法通过利用重力梯度仪测量重力梯度异常,提高地形反演的精度和分辨率。结合地形坡度计算理论和矩形棱柱法,建立基于卡尔曼滤波的系统方程和量测方程。对算法进行仿真,分析地形均值误差、随机误差和梯度仪测量精度对反演精度的影响,最后的区域反演仿真结果表明:反演后的地形在精度和分辨率上都有所提高。
- 刘繁明钱东郭静
- 关键词：重力梯度卡尔曼滤波数字高程模型坡度
- 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.
- 周卫东吉宇人乔相伟
- 关键词：快速传递对准无迹卡尔曼滤波规范性
- 基于压缩感知的地磁数据分频压缩与重构方法
- 2013年
- 构建高精度导航所用的地磁数据库时,需要对大量数据进行压缩。为保留必要的高频细节特征信息,提出一种基于压缩感知理论的数据分频压缩及联合重构方法。在余弦变换频域中对数据进行分频压缩编码,在数据重构算法中引入压缩感知理论。利用局部余弦变换系数作为线性测量观测值,通过解决小波变换域l1范数和时域稀疏梯度全变差正则化的模型,精确重构原始数据高频信息。利用实测地磁数据进行仿真试验的结果表明,仅使用25%的分频压缩采样测量系数,可精确重构原始数据;在相同压缩比下,分频压缩感知重构算法与传统滤波逆变换方法相比具有更高的精度,且峰值信噪比最大可提高5dB左右。
- 刘繁明张迎发李艳姚建奇
- 关键词：压缩感知离散余弦变换
- 基于VSMM的GMCPHD滤波算法在多机动目标跟踪的应用被引量：3
- 2013年
- 针对交互多模型(interacting multiple model,IMM)在多机动目标跟踪算法中存在的缺陷以及目标跟踪精度问题,提出了基于变结构多模型(variable structure multiple model,VSMM)的高斯混合基数概率假设密度(Gaussian mixture cardinalized probability hypothesis density,GMCPHD)滤波算法。该算法利用了VSMM具有自适应性、时变性的特点,达到了在某一时刻能够选取与目标运动模式相匹配的模型集合的目的,相比于IMM考虑的仅是固定的模式集合具有很强的优越性。此外,GMCPHD滤波算法不仅避免了数据关联问题,而且通过高斯分布递推PHD函数的同时递推基数分布。最后,利用雷达作为传感器,对跟踪机动目标进行仿真,证明VSMM相比于IMM对于多机动目标跟踪更具有优越性,同时验证了VSMM-GMCPHD滤波算法具有提高机动目标跟踪精度,减小跟踪误差的作用。
- 周卫东张鹤冰廖成毅
- 关键词：机动目标跟踪交互多模型
- 基于四元数粒子滤波的飞行器姿态估计算法研究被引量：18
- 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。
- 乔相伟周卫东吉宇人
- 关键词：粒子滤波四元数
- 3种确定性采样非线性滤波算法的复杂度分析被引量：24
- 2013年
- 为考察非线性卡尔曼滤波在SINS/GPS组合导航中的实时性问题,对无迹卡尔曼滤波(UKF)、中心差分卡尔曼滤波(CDKF)和容积卡尔曼滤波(CKF)3种常用确定性采样非线性算法的实现复杂度进行了理论分析,并总结了实时性选择的依据.根据确定性采样卡尔曼滤波的统一迭代步骤,以等效浮点操作数作为评价准则对3种算法进行了复杂度分析,导出了精确计算复杂度的表达式,并进一步对三者之间的差异进行了推导.将上述算法应用于SINS/GPS紧耦合导航中,并进行了蒙特卡罗仿真.结果表明:3种算法的精度一致,UKF复杂度最高,在状态维数高于量测维数的系统中CKF复杂度最低,但在高维量测系统中CDKF可望获得最小的硬件开销.
- 张召友郝燕玲吴旭
- 关键词：非线性卡尔曼滤波复杂度组合导航
- 卡尔曼滤波地形反演算法的系统方程建模被引量：3
- 2010年
- 利用重力梯度反演局部地形可获取较高的反演精度。传统地形反演算法以大尺度离线反演为主,不便于算法移植和与其他系统的组合。研究了利用卡尔曼滤波对潜艇周围局部地形进行反演的方法。重点在地形坡度理论基础上对卡尔曼滤波系统误差方程建模,介绍了详细的推导过程。仿真结果证实了该误差模型的有效性。
- 刘繁明钱东郭静
- 关键词：卡尔曼滤波重力梯度坡度
- 基于小波分析的海洋重力测量滤波算法被引量：5
- 2014年
- 为有效抑制海洋重力测量信号中的各种强噪声,提高重力仪的测量精度,文章提出了基于Mallat算法和小波包分解的两种滤波方法。通过仿真实验,详细讨论了不同小波分解层数对滤波效果的影响,并比较两种算法的运算效率。最后,结合重力仪实测数据,对仿真实验的结论进行验证。结果表明,相比传统的Butterworth滤波器,两种算法都能更有效地抑制重力测量信号中的噪声,其中Mallat算法运算效率较高。
- 郝燕玲姜鑫周广涛关劲石惠文
- 关键词：海洋重力测量小波消噪MALLAT算法小波包海洋重力仪
- 一种人工物理优化的粒子滤波算法被引量：9
- 2012年
- 为了改善传统粒子滤波中的粒子退化和样本贫化问题,提出一种人工物理优化的粒子滤波方法.通过引入人工物理优化,对粒子滤波重采样过程进行了改进.人工物理优化虚拟力模型规定粒子间存在相互作用的吸引力或排斥力,通过优化可以使粒子集提高对后验概率密度的逼近程度,克服粒子退化的问题.同时,由于粒子在移动过程中相互牵制,优化后粒子集分布性更好,并避免了粒子重叠或过度拥挤,从而提高了估计能力,维持了粒子的多样性.仿真实验结果验证了所提出算法的有效性,同时表明,该算法具有较好的估计精度和稳定性.
- 刘繁明钱东刘超华
- 关键词：粒子滤波重采样重力梯度组合导航
- 导航用重力梯度基准图构建方法的比较研究被引量：14
- 2011年
- 系统研究一种基于自由空间异常或布格异常数据的构图方法,避免相关研究构建梯度图时较少考虑标准测量数据,构图结果物理意义不明确和缺乏实用性的缺点。以重力归算理论推导构图方法原理,然后用频域算法实现构图过程中两个关键计算过程,通过算例分析构图效果。所构基准图数值、轮廓等关键特征均与实测重力梯度吻合较好,证明该方法在重力梯度辅助导航基准图构建中的实用价值。
- 钱东刘繁明李艳张迎发
- 关键词：重力梯度导航基准图
