卡尔曼滤波在地形辅助导航中的应用及仿真

本文以地形辅助导航系统的研究为背景,对推广的卡尔曼滤波连续修正惯导误差技术在地形辅助制导中的应用进行了研究与分析,建立了系统的状态方程和测量方程,据此推出卡尔曼滤波模型。仿真实验证明了这一方法是可行的,明显改善了飞行的实时控制水平。     

基于状态噪声协方差矩阵自适应的一种卡尔曼滤波方法

卡尔曼滤波的稳定性问题是卡尔曼滤波器能否应用的关键。本文提出了一种通过设置大小状态噪声协方差矩阵Q,以及在滤波过程中自适应调整Q来提高滤波稳定性的方法。通过仿真结果可以看出,该方法提高了滤波收敛速度,减少了由于目标快机动而产生的丢跟踪的情况,同时能够在稳定跟踪时保证滤波精度,提高了目标跟踪的稳定性。     

基于地形辅助导航技术的可视化软件包

新兴的地形辅助导航技术是目前很有前途的一种辅助导航技术。其中,对地形数据的可视化分析是重要的研究内容之一,它有利于了解导航区域的地形状况,确定导航可利用与不可利用的因素。本文发展了一种基于地形辅助导航技术的可视化软件包,它以数字高程模型为输入,能够输出二维和三维的多种可视化图形。     

基于成像激光雷达的地形辅助导航研究

成像激光雷达通过扫描可以测量高精度的地形数据,基于成像激光雷达的地形辅助导航系统是纠正惯导误差的有效手段.根据激光雷达测距模型提出了基于成像激光雷达的地形辅助导航系统,将激光雷达看作一个多维距离传感器阵列,利用卡尔曼滤波器迭代估计系统的状态误差,从而纠正惯导累积误差.根据激光雷达测距关系推导了系统的扩展卡尔曼滤波方程,并对成像激光雷达多维测量数据采用最小均方误差准则进行融合,融合滤波器组合了多个测量数据的信息,有效克服了测量噪声和数据丢失对单个滤波器的影响,从而提高了导航性能.然后利用局部可观测性对系统的性能进行了分析,并对提出的算法作了大量的仿真实验进行验证.     

卡尔曼滤波算法在相对导航中的应用

本文针对 JTIDS 下引入的导航功能，从概念原理上进行了论述，对如何实现导航功能作了深入的研究，包括采用 TOA 技术实现相对导航，以及卡尔曼滤波器的设计；并对系统方案的实现方法进行了仿真验证，给出仿真结果。     

RBFNN辅助卡尔曼滤波在GPS/SINS组合导航中的应用

为了克服传统卡尔曼滤波对观测噪声必须为零均值白噪声过程的依赖,针对工作于恶劣环境下的飞行器、舰船等运动载体的组合导航系统,提出了利用神经网络的自学习、自组织、自适应能力来辅助传统卡尔曼滤波器的方法。对所建立的BP神经网络和基于正交最小二乘(OLS)算法的RBF神经网络的收敛速度进行了比较。最终选择收敛较快的RBF神经网络辅助卡尔曼滤波器,仿真结果表明该方法能够抑制滤波器发散,提高了导航定位精度。     

地形辅助导航系统的关键技术

地形辅助导航系统被誉为第四代导航系统，除了计算机技术外，注重讨论了在地形导航系统中利用的数字地图技术、存储技术、地形随机化技术、多模卡尔曼滤波技术和数字相关器，对各技术的特点及其有关的参数进行了分析。     

用于机载辅助导航的点云地形自适应分割方法研究

针对目前机载辅助导航应用的激光雷达点云地形分割方法对不同地形自适应性差和实时性不高的问题,结合CSF算法和移动曲面拟合思想,提出了一种新的点云地形自适应分割方法.该方法通过格网划分和地形识别计算布料硬度值,使点云自适应分割;并利用分割过程中产生的布料模型生成用于头盔显示器显示的网格化地形.实验表明,与ISPRS公布的经...     

基于协方差矩阵的复杂背景中目标检测

在视频的运动目标检测中,有很多经典方法,但是大部分都不能完整地从复杂背景中检测出运动目标。提出了一种运动目标检测的新算法——协方差矩阵算法,它集成了像素级和区域级2种不同的层次。在像素级中,空间的属性主要来之于像素的坐标值、亮度、纹理和梯度等。在区域级中,通过计算一个像素周围矩形区域的协方差矩阵来表示像素间的特征相关性。实验结果表明,该方法具有较强的鲁棒性,明显优于传统的目标检测算法。     

基于CKF的系统误差与目标状态联合估计算法

针对量测信息中系统误差对目标状态估计精度造成 的不利影响,提出了一种基于容积卡尔曼滤波(CKF)的系统 误差与状态联合估计(JE-CKF)算法。在算法实现中,首先采用状态向量维数扩展方法建立 非线性滤波框架下的系统误差配 准模型,其次根据系统误差配准模型对量测信息中的系统误差进行估计,进而通过对CKF实 现中量测预测值 的修正,改善量测残差中系统误差对滤波精度的影响。理论分析和仿真结果验证了算法的可 行性和有效性。     

用卡尔曼滤波器消除TOA中NLOS误差的三种方法

提出了三种改进的用卡尔曼滤波器消除到达时间(Time of Arrival，TOA)测量值中非视距(Non-Line of sight，NLOS)误差的方法。这三种方法从不同角度考察TOA测量值中NLOS误差的特点，分别对卡尔曼滤波器的迭代过程进行改进，有效地消除了TOA测量值中NLOS误差的随机性和正向偏差。与传统的NLOS误差消除算法相比，这三种方法均可获得较小的估计误差，并可实现实时处理。     

基于卡尔曼滤波-神经网络预测的GNSS/INS误差反馈校正的研究

当GNSS信号失锁时,GNSS/INS组合导航系统的误差会随着时间而积聚从而失去导航的功能.通过理论分析和数学建模,本文提出了一种基于卡尔曼滤波-RBF神经网络预测INS误差并进行补偿,从而弥补GNSS失锁无法导航的缺陷.卡尔曼滤波器为神经网络的训练提供了数据预处理的作用.通过跑车实验和仿真,最后证实了方法的可行性,在平均位置误差为3米的情况下,能够持续30秒左右的精准预测.     

卡尔曼滤波器在PID控制中的仿真研究

通过研究卡尔曼滤波器的信号模型,采用KALMAN滤波器同常规PID控制相结合的方法对系统进行仿真研究,利用卡尔曼滤波器来克服系统中的测量噪声和控制噪声对控制性能的影响。结果表明:同没有加卡尔曼滤波器的常规PID控制相比,卡尔曼滤波器很好地抑制了白噪声的污染,控制效果明显改善。     

自适应卡尔曼滤波在SINS静基座初始对准中的应用

由于捷联惯导系统模型参数往往与实际的物理过程具有一定的偏差,并且系统的噪声与量测噪声的统计特性不是精确已知的,因此采用常规的卡尔曼滤波算法不能获得理想的滤波效果。为避免滤波发散,采用Sage-Husa自适应滤波算法应用于捷联惯导初始对准,仿真结果表明该方法相对于卡尔曼滤波方法在收敛精度和速度上都有很大的改进。     

捷联惯性系统的误差及其特性分析

从捷联惯性系统的误差源出发,根据系统的误差方程,通过理论分析和仿真,阐述了各惯性传感器误差和初始误差对系统的影响,并在几种动态环境下对系统的误差特性进行了仿真。结果表明：与静态误差特性相比,系统的误差特性发生了较大的变化。     

Failure monitoring in a high performance hydrostatic actuation system using the extended Kalman filter

This paper describes the development and evaluation of a fault detection strategy for a high performance hydrostatic actuation system, the electrohydraulic actuator (EHA). The approach makes use of the extended Kalman filter (EKF) technique for parameter estimation purposes and changes in the estimated system parameters were related to faults in the EHA. The hydrostatic system has potential applications in the aerospace industry, in robotics, in machining and as such, failures in the EHA can pose a safety hazard as well as result in costly downtime and unscheduled maintenance. Monitoring failures in the hydrostatic system is achieved by estimating two parameters of interest, namely the viscous friction coefficient and the effective bulk modulus. Changes in the viscous friction coefficient in the actuator indicate deterioration of the hydraulic oil or wear in the seals. Lowering of the effective bulk modulus affects the response of the closed loop system, reduces system bandwidth and may cause instability. A simulation study was conducted to investigate the feasibility of the approach as well as the level of accuracy to be expected. The methodology was then verified using experimental results.     

形态学滤波在玫瑰扫描亚成像系统中的应用

在玫瑰扫描亚成像系统中,由于采集到图像的不均匀性和欠采样性,用传统的方法很难恢复被扫描物体的图像。为了比较真实的恢复被扫描的物体图像,为目标识别提供失真小的图像,文中提出用形态学滤波的方法处理亚成像。根据目标识别的要求提出了一套判据,根据这些判据,对形态学滤波和传统低通滤波处理亚图像的效果进行了比较。实际应用表明：在玫瑰扫描亚成像系统中,前者较优。     

Android在嵌入式车载导航系统的应用研究

本文研究基于Android的嵌入式车载导航系统的平台架构以及其核心技术空间数据的管理与压缩分发工作。首先对软件硬件架构进行了详细设计,提出了一种空间数据传输与管理架构方案,并设计了在无线网络环境中车载导航空间数据压缩算法。仿真实验结果表明,该算法能对实时采集和远程获取的农田数据信息的传输与压缩取得较好的效率,适合嵌入式车载导航平台使用,并满足空间数据的应用需求。     

MAX1300在伺服功率驱动系统中的应用

为了在伺服功率驱动系统中实现基于单片机的实时高精度数据采集系统,采用了以C8051F120单片机为核心控制器件,MAX1300为A/D转换器件的高速、高精度、低成本的设计方案。完成了该系统的软硬件设计,通过现场测试,证明该数据采集系统完全满足实际需求。此外,对ADC各项误差对系统精度产生的影响进行了量化分析,对同类型系统的设计有一定的参考价值。