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基于Kalman滤波器的无人机高度融合方法
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作者 党兵兵 武耀发 +2 位作者 豆毅庚 高鹏 王威 《火控雷达技术》 2024年第4期47-50,60,共5页
在无人机起飞、降落及定高飞行控制中,针对单一高度传感器测量精度低、稳定性差、易受干扰,难以适应不同的飞行场景等问题,提出了基于Kalman滤波器的多传感器高度融合方法。首先建立了无人机高度状态方程和传感器观测模型,然后利用北斗... 在无人机起飞、降落及定高飞行控制中,针对单一高度传感器测量精度低、稳定性差、易受干扰,难以适应不同的飞行场景等问题,提出了基于Kalman滤波器的多传感器高度融合方法。首先建立了无人机高度状态方程和传感器观测模型,然后利用北斗、气压计和加速度计设计了基于STM32H753的多余度航姿测量单元,最后通过软件递归的方式对高度信息进行预测和更新,得到最优的测量结果。仿真结果表明,该方法测量精度更高、稳定性更好、鲁棒性更强,可以满足无人机在不同场景下的飞行控制要求。 展开更多
关键词 无人机 高度测量 信息融合 kalman滤波器 STM32
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应用Kalman滤波器提高机抖激光陀螺姿态测量系统瞬时精度的方法 被引量:12
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作者 吴赛成 秦石乔 +1 位作者 王省书 胡春生 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第1期201-205,共5页
机械抖动激光陀螺输出的原始数据不仅包含了外界的惯性输入的角速率信息,还包含了抖动信号的角速率信息,通常使用线性相位FIR滤波器去除机械抖动信号,信号经滤波后其所有频率成分都将产生一定时间的延迟,这将对由机抖陀螺组成的高精度... 机械抖动激光陀螺输出的原始数据不仅包含了外界的惯性输入的角速率信息,还包含了抖动信号的角速率信息,通常使用线性相位FIR滤波器去除机械抖动信号,信号经滤波后其所有频率成分都将产生一定时间的延迟,这将对由机抖陀螺组成的高精度实时姿态测量系统造成影响。本文提出了一种基于姿态角运动跟踪预测模型和Kalm an预测的姿态测量滤波延迟补偿方法。实验结果表明,本方法能有效估计并预测运动载体的姿态运动,补偿由于FIR滤波器时间延迟带来的不利影响,提高姿态测量系统的实时性和瞬时精度。 展开更多
关键词 激光陀螺 机械抖动 姿态测量 FIR滤波延迟 kalman滤波器
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基于Kalman滤波器的非视距误差抑制算法 被引量:12
3
作者 张美杨 季仲梅 王建辉 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2010年第11期291-292,F0003,共3页
针对蜂窝网定位中影响定位精度的非视距传播误差问题,提出一种基于Kalman滤波器的非视距(NLOS)误差抑制算法,将到达时间(TOA)测量值及非视距误差作为Kalman滤波器的状态变量,根据TOA测量值的结构特点和NLOS误差的统计特性,确定Kalman滤... 针对蜂窝网定位中影响定位精度的非视距传播误差问题,提出一种基于Kalman滤波器的非视距(NLOS)误差抑制算法,将到达时间(TOA)测量值及非视距误差作为Kalman滤波器的状态变量,根据TOA测量值的结构特点和NLOS误差的统计特性,确定Kalman滤波器过程方程的状态转移矩阵。以NLOS误差服从指数分布的情况为例进行仿真,结果表明,该算法在精度估计和算法计算量方面具有明显优势。 展开更多
关键词 蜂窝无线定位 非视距误差抑制 kalman滤波器
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一种基于Kalman滤波器的自适应背景建模改进算法 被引量:11
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作者 伍健荣 杜向龙 刘海涛 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2012年第1期52-54,58,共4页
基于传统Kalman滤波器理论的背景建模方法,不能很好地解决目标缓慢运动导致背景模型出现拖影的问题。针对该问题,提出了一种结合Kalman滤波器理论与动态区域重构的自适应背景建模改进算法,介绍了Kalman滤波器理论主要思想和改进算法的... 基于传统Kalman滤波器理论的背景建模方法,不能很好地解决目标缓慢运动导致背景模型出现拖影的问题。针对该问题,提出了一种结合Kalman滤波器理论与动态区域重构的自适应背景建模改进算法,介绍了Kalman滤波器理论主要思想和改进算法的方法流程与效果。与传统的Kalman背景建模相比,该方法在增加少量计算复杂度的前提下,较好地解决了目标缓慢运动导致背景模型出现拖影的问题,同时也能较好地消除背景噪声。通过对图像序列的仿真实验证明:该方法具有很好的实用性与鲁棒性。 展开更多
关键词 背景建模 kalman滤波器 动态区域重构 前景分割
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使用遗传算法的自适应Kalman滤波器 被引量:6
5
作者 曲铁军 杨旭东 葛升民 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第6期655-659,共5页
基于Magill的Kalman滤波器池结构 ,设计了使用遗传算法的自适应Kalman滤波器 ,给出了离线和在线两种实现方案 .离线方案以辨识滤波参数为主要目的 ,进而可以对状态进行较准确的事后估计 ;在线方案以实时地对状态进行估计为目的 .对滤波... 基于Magill的Kalman滤波器池结构 ,设计了使用遗传算法的自适应Kalman滤波器 ,给出了离线和在线两种实现方案 .离线方案以辨识滤波参数为主要目的 ,进而可以对状态进行较准确的事后估计 ;在线方案以实时地对状态进行估计为目的 .对滤波参数寻优使用具有良好性能的浮点数编码遗传算法 ,该算法与二进制编码遗传算法相比收敛速度更快、搜索全局最优的能力更强 . 展开更多
关键词 遗传算 自适应kalman滤波器 自动控制 滤波参数 编码 目标函数 滤波器 估计误差
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基于SIFT算子和Kalman滤波器的航拍图像电子稳像算法 被引量:3
6
作者 雷宝权 赵春晖 +1 位作者 花永强 程咏梅 《火力与指挥控制》 CSCD 北大核心 2010年第10期47-50,共4页
针对航拍图像载台随机运动严重,图像分辨率低、目标特征少的特点以及航拍图像电子稳像技术快速、准确的要求,提出基于SIFT算子和Kalman滤波器的航拍图像电子稳像算法。该算法的特点是:由于利用SIFT作为估计图像间运动矢量特征,因此运算... 针对航拍图像载台随机运动严重,图像分辨率低、目标特征少的特点以及航拍图像电子稳像技术快速、准确的要求,提出基于SIFT算子和Kalman滤波器的航拍图像电子稳像算法。该算法的特点是:由于利用SIFT作为估计图像间运动矢量特征,因此运算速度快;对Kalman滤波状态方程改进,可准确估计有意运动参数;将图像镶嵌技术用于稳定后图像"无定义区"的重建,从而形成快速准确的航拍电子稳像图像。航拍图像实验表明,该算法运算准确性高、稳定性好、速度快。 展开更多
关键词 SIFT kalman滤波器 电子稳像 航拍图像
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采用Kalman滤波器进行信号处理的高频信号注入法在电动机控制中的应用 被引量:19
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作者 郑泽东 李永东 Maurice Fadel 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第2期54-59,66,共7页
高频信号注入法是交流电动机无机械传感器控制中实现低速甚至零速运行的一个有效方法,高频信号注入法的最大困难是如何从测量的电压或电流中提取出需要的高频信号并进行相应的信号处理。Kalman滤波器是一种自适应滤波器,广泛应用于各种... 高频信号注入法是交流电动机无机械传感器控制中实现低速甚至零速运行的一个有效方法,高频信号注入法的最大困难是如何从测量的电压或电流中提取出需要的高频信号并进行相应的信号处理。Kalman滤波器是一种自适应滤波器,广泛应用于各种信号检测和处理中。本文提出了一种采用Kalman滤波器进行信号处理的高频信号注入法来实现交流电动机的无机械传感器低速运行,利用Kalman滤波器的自适应特性,自动辨识检测电动机电流中特定频率的高频信号,检测结果受噪声和频率相近信号的影响较小,并且幅值和相位误差很小。以永磁同步电动机为例进行了仿真和实验,结果表明该方法是一种简单直接的高频信号注入法的信号处理方法,具有非常好的稳定性和精度,可以实现交流电动机无机械传感器控制的低速甚至零速运行。 展开更多
关键词 kalman滤波器 高频信号注入 交流电动机 无机械传感器控制 低速运行
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基于Kalman滤波器的卫星钟实时异常监测算法 被引量:6
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作者 黄新明 龚航 +1 位作者 朱祥维 欧钢 《宇航计测技术》 CSCD 2011年第5期6-11,共6页
基于卫星钟钟差的Kalman滤波器模型,提出了一种卫星钟实时异常监测算法,对算法原理进行了讨论,并利用IGS精密钟差数据,对算法进行了性能验证。结果表明:该算法对卫星钟的异常情况(包括单点相位跳变与连续相位跳变)可以进行有效监测,同... 基于卫星钟钟差的Kalman滤波器模型,提出了一种卫星钟实时异常监测算法,对算法原理进行了讨论,并利用IGS精密钟差数据,对算法进行了性能验证。结果表明:该算法对卫星钟的异常情况(包括单点相位跳变与连续相位跳变)可以进行有效监测,同时还可以完成异常数据的剔除与替换,并且具有较小的替换误差。该算法具有显著的实时性,可以应用于星载原子钟的实时异常监测中。 展开更多
关键词 卫星钟 kalman滤波器 实时异常监测 钟差模型 完好性监测
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基于Kalman滤波器的医用消耗性材料需求量预测方法的研究 被引量:2
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作者 刘铁兵 汤黎明 +2 位作者 于京杰 吴敏 戚仕涛 《医疗卫生装备》 CAS 2007年第12期32-34,共3页
提出了一种基于Kalman滤波器的医用消耗性材料需求量数据分析的新方法。利用Kalman滤波器原理,建立了医用耗材需求量数据分析的数学模型,推导出模型的求解过程,并结合工作实践,给出了一种医用耗材需求量分析实例。通过分析经典Kalman滤... 提出了一种基于Kalman滤波器的医用消耗性材料需求量数据分析的新方法。利用Kalman滤波器原理,建立了医用耗材需求量数据分析的数学模型,推导出模型的求解过程,并结合工作实践,给出了一种医用耗材需求量分析实例。通过分析经典Kalman滤波器在处理医用耗材需求量数据时存在的缺点,提出用自适应Kalman滤波器替代经典Kalman滤波器的新思路。 展开更多
关键词 kalman滤波器 数学模型 医用消耗性材料 MATLAB
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基于Kalman滤波器的运动目标跟踪算法 被引量:5
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作者 谷欣超 刘俊杰 +2 位作者 才华 韩太林 杨勇 《长春理工大学学报(自然科学版)》 2015年第5期136-139,共4页
运动目标跟踪是计算机视觉中的一个典型问题,如何能准确快速的跟踪目标是研究的关键。提出了Kalman滤波器结合Camshift的改进算法。首先选取一段视频图像序列,通过背景差分法快速检测出运动目标,初始化搜索窗口,用Kalmam滤波器预测目标... 运动目标跟踪是计算机视觉中的一个典型问题,如何能准确快速的跟踪目标是研究的关键。提出了Kalman滤波器结合Camshift的改进算法。首先选取一段视频图像序列,通过背景差分法快速检测出运动目标,初始化搜索窗口,用Kalmam滤波器预测目标位置,再用Camshift迭代算法计算目标最优的位置,将结果作为Kalman滤波器进行下一次预测的估计值。实验表明,当目标被严重遮挡或受到同色背景干扰时,本算法仍能快速准确的跟踪运动目标。 展开更多
关键词 背景差分 kalman滤波器 CAMSHIFT 目标跟踪
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基于平行Snake耦合Kalman滤波器的车道线检测算法 被引量:7
11
作者 范晖 夏清国 《电子测量与仪器学报》 CSCD 北大核心 2019年第2期101-109,共9页
针对当前车道线检测算法中易受到车道线磨损、遮挡、阴影等影响,导致检测算法精度不高,鲁棒性不强,提出了平行Snake耦合Kalman滤波器的车道线检测方案。首先,为了获得道路左右边界的平行属性,引入期望最大化(EM)算子,通过最小化目标函... 针对当前车道线检测算法中易受到车道线磨损、遮挡、阴影等影响,导致检测算法精度不高,鲁棒性不强,提出了平行Snake耦合Kalman滤波器的车道线检测方案。首先,为了获得道路左右边界的平行属性,引入期望最大化(EM)算子,通过最小化目标函数来估计消失点,并估算其单应矩阵;并在齐次坐标空间中进行单应性变换,将车道线透视图转变为鸟瞰图。然后,通过参数预测算子建立车道模型,将平行性约束添加到主动轮廓模型(Snake)中,构建了一种平行Snake车道线检测方法。在平行Snake方法中,为了克服图像梯度低时Snake无法有效收敛到车道边界,引入了膨胀力,将两条平行的主动轮廓往道路的左右两边推挤,最终收敛到道路的左右边沿。最后,考虑到前后帧之间参数的连续性,采用Kalman滤波器进行跟踪优化,并抑制噪声,提高算法对车道线的识别精度。实验结果表明,与当前常用的车道线检测算法比较,提出的方案在精度与鲁棒性均得到改善,在阴影、光照变化、边界破损等车道数据集上取得了良好的性能。 展开更多
关键词 车道线检测 平行Snake kalman滤波器 车道线鸟瞰图
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随机控制系统稳态Kalman滤波器新算法 被引量:3
12
作者 邓自立 刘玉梅 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 2000年第1期74-78,共5页
应用现代时间序列分析方法,基于受控的自回归滑动平均(CARMA)新息模型,提出了随机控制系统稳态Kalman滤波器增益的两种新算法,避免了求解Riccati方程.为保证滤波器的渐近稳定性,给出了选择滤波初值的两个公式.
关键词 随机控制系统 kalman滤波器 增益算
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矩阵外积法Kalman滤波器在动态GPS定位中的应用 被引量:1
13
作者 赵占祥 李兴国 +1 位作者 娄国伟 李跃华 《火力与指挥控制》 CSCD 北大核心 2006年第4期27-29,共3页
由于计算机有效字长的限制,滤波算法在计算机上实施时易于产生误差积累,误差协方差失去正定性或对称性,从而出现数值计算中的不稳定现象。一般情况下,当状态变量维数超过10时,滤波过程中出现滤波结果不稳定现象概率增大。为了解决滤波... 由于计算机有效字长的限制,滤波算法在计算机上实施时易于产生误差积累,误差协方差失去正定性或对称性,从而出现数值计算中的不稳定现象。一般情况下,当状态变量维数超过10时,滤波过程中出现滤波结果不稳定现象概率增大。为了解决滤波器数值计算不稳定问题,实践中提出并应用了许多方法,如自适应滤波、固定增益滤波、平方根滤波等。这些算法的不足是计算繁琐,效率低下。提出一个基于矩阵外积法所设计的快速、稳定的滤波算法,该卡尔曼滤波算法速度快,效率高,数值稳定性好,运算量少,将其应用于动态GPS定位验证了其有效性。 展开更多
关键词 矩阵外积 kalman滤波器 GPS动态定位
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基于分步式Kalman滤波器的AGV姿态角估计方法实验研究 被引量:2
14
作者 史恩秀 王振 +1 位作者 黄玉美 杨佳丽 《西安理工大学学报》 CAS 北大核心 2010年第1期37-42,共6页
针对AGV的定位问题,设计了多传感器分步式Kalman滤波器,通过其对编码器、陀螺仪和超声波传感器等测量信息的融合实现了对AGV姿态角的准确估计。仿真结果表明所设计的滤波器是可靠的、有效的,实验结果验证了所设计的滤波器可实时、精确... 针对AGV的定位问题,设计了多传感器分步式Kalman滤波器,通过其对编码器、陀螺仪和超声波传感器等测量信息的融合实现了对AGV姿态角的准确估计。仿真结果表明所设计的滤波器是可靠的、有效的,实验结果验证了所设计的滤波器可实时、精确地实现AGV的姿态角估计,定位精度可满足实际生产中对AGV的使用要求。 展开更多
关键词 自主导航小车 定位 信息融合 分布式kalman滤波器 姿态角估计
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相关观测误差条件下Kalman滤波器的一种设计方法 被引量:1
15
作者 冯道旺 李宗华 +1 位作者 徐欣 周一宇 《信号处理》 CSCD 2004年第3期281-284,共4页
在分析噪声相关性对Kalman滤波器性能影响的基础上,文章推导一种相关观测误差条件下卡尔曼滤波器的设计方法。该方法利用误差的相关矩阵信息,对量测矩阵和观测误差协方差阵做去相关校正,实现准最优的Kalman滤波,并获得正确的状态误差估... 在分析噪声相关性对Kalman滤波器性能影响的基础上,文章推导一种相关观测误差条件下卡尔曼滤波器的设计方法。该方法利用误差的相关矩阵信息,对量测矩阵和观测误差协方差阵做去相关校正,实现准最优的Kalman滤波,并获得正确的状态误差估计。仿真证明了算法的效果。 展开更多
关键词 kalman滤波器 设计方 神经网络 噪声 状态误差估计
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基于多传感器Kalman滤波器的GPS/IMU数据融合算法设计 被引量:10
16
作者 毋建宏 《微电子学与计算机》 CSCD 北大核心 2005年第6期77-79,83,共4页
针对GPS/IMU组合导航系统,现有的滤波算法难以检测传感器的错误数据并及时排除。文章设计了一种考虑滤波器环境信息的多传感器Kalman滤波器,该算法适于在不重构滤波器的情况下对多传感器进行整合。仿真结果表明该算法提高了数据融合的... 针对GPS/IMU组合导航系统,现有的滤波算法难以检测传感器的错误数据并及时排除。文章设计了一种考虑滤波器环境信息的多传感器Kalman滤波器,该算法适于在不重构滤波器的情况下对多传感器进行整合。仿真结果表明该算法提高了数据融合的可靠性。 展开更多
关键词 GPS/IMU组合系统 kalman滤波器 数据融合
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基于光电跟踪系统的联合Kalman滤波器算法研究 被引量:1
17
作者 张进 王万平 吴钦章 《半导体光电》 CAS CSCD 北大核心 2008年第4期602-605,共4页
传统光电跟踪系统中,采用单传感器方式进行目标跟踪存在跟踪不稳定及传感器切换时跟踪精度大幅度下降等问题。利用融合光电跟踪系统多个传感器信息可以提高系统性能的特点,研究了采用联合Kalman滤波器的融合算法。首先对各传感器获取的... 传统光电跟踪系统中,采用单传感器方式进行目标跟踪存在跟踪不稳定及传感器切换时跟踪精度大幅度下降等问题。利用融合光电跟踪系统多个传感器信息可以提高系统性能的特点,研究了采用联合Kalman滤波器的融合算法。首先对各传感器获取的目标轨迹数据进行局部滤波,然后由全局滤波器对各局部滤波器的目标轨迹估计进行融合处理,得到目标状态估计的更新。实验仿真结果表明,该融合算法实现了目标的稳定跟踪,其跟踪精度高于传统单传感器跟踪模式,并且有效地解决了传感器失效造成的跟踪精度严重下降问题。 展开更多
关键词 联合kalman滤波器 多传感器数据融合 光电探测器 目标跟踪
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Kalman滤波器的抗干扰算法 被引量:1
18
作者 蔡菲娜 刘勤贤 《浙江工业大学学报》 CAS 2007年第3期279-282,287,共5页
在Kalman滤波意义下,提出将观测值划分为正常和病态两种属性,病态值可以是通常的野值,也可以是部分的正常值,这种模糊划分降低了辨识的难度,也比较符合客观实际,避免了由于划分不当所造成的误判或漏判情况的出现;为了提高Kalman滤波器... 在Kalman滤波意义下,提出将观测值划分为正常和病态两种属性,病态值可以是通常的野值,也可以是部分的正常值,这种模糊划分降低了辨识的难度,也比较符合客观实际,避免了由于划分不当所造成的误判或漏判情况的出现;为了提高Kalman滤波器的抗干扰能力,通过对新息分量统计特性的逐一修正,提出了重新构造状态估计的改进算法.由于充分利用了新息各分量服从正态分布的统计特性,所以算法具有结构简单,计算量小的特点.仿真实验表明,不论出现何种形式的干扰,算法都具有稳定的滤波性能,不仅克服了经典Kalman滤波器易受干扰,滤波效果不稳定的问题,而且克服了众多Kalman滤波改进算法的不足之处,适用范围更为广泛. 展开更多
关键词 kalman滤波器 新息 抗干扰
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基于扩展Kalman滤波器算法的移动机器人同步定位与建图 被引量:6
19
作者 楼晓春 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第24期2927-2930,共4页
针对移动机器人的同步定位与建图(SLAM)问题,提出了一种基于改进的扩展Kalman滤波算法的同步定位与建图方法。通过建立基于直线特征提取的机器人观测模型,推导了SLAM建图的预测和更新算式,设计了基于特征点数目的SLAM预测与更新率算子,... 针对移动机器人的同步定位与建图(SLAM)问题,提出了一种基于改进的扩展Kalman滤波算法的同步定位与建图方法。通过建立基于直线特征提取的机器人观测模型,推导了SLAM建图的预测和更新算式,设计了基于特征点数目的SLAM预测与更新率算子,实现了移动机器人的同步定位与建图。实验结果表明该方法有效、可行。 展开更多
关键词 移动机器人 同步定位与建图 扩展kalman滤波器 直线特征
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基于Kalman滤波器的室内激光/INS融合定位方法 被引量:2
20
作者 张梁 曹云峰 +1 位作者 王彪 庄丽葵 《信息与电子工程》 2012年第4期436-440,共5页
讨论未知多边形室内环境下微型飞行器(MAV)的定位问题。利用惯性测量单元(IMU)测量飞行器运动参数,并计算飞行器的位置、航向。二维激光测距仪测量飞行器相对于障碍的位置,用迭代搜索/最小二乘算法匹配扫描数据,获得2次扫描的相对位移... 讨论未知多边形室内环境下微型飞行器(MAV)的定位问题。利用惯性测量单元(IMU)测量飞行器运动参数,并计算飞行器的位置、航向。二维激光测距仪测量飞行器相对于障碍的位置,用迭代搜索/最小二乘算法匹配扫描数据,获得2次扫描的相对位移和转动。然后分析激光扫描匹配和惯性导航系统(INS)的误差,建立相应误差模型,并以此设计间接反馈校正Kalman滤波器。仿真结果显示,该激光/INS融合定位方法相比纯INS定位和无融合激光扫描匹配定位的精确度更高,并能将误差限制在一个较小的范围内。 展开更多
关键词 惯性导航系统 室内定位 kalman滤波器 激光测距仪 扫描匹配
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