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一种高阶无迹卡尔曼滤波方法
  • ISSN号:0254-4156
  • 期刊名称:自动化学报
  • 时间:2014.5
  • 页码:838-848
  • 分类:TP[自动化与计算机技术]
  • 作者机构:[1]哈尔滨工程大学自动化学院,哈尔滨150001
  • 相关基金:国家自然科学基金(61001154,61201409,61371173),中国博士后科学基金(2013M530147),黑龙江省博士后基金(LBH-Z13052),哈尔滨工程大学中央高校基本科研业务费专项基金(HEUCFX41307)资助
  • 相关项目:基于不等式约束的稀疏程度未知条件下自适应滤波算法研究
中文摘要:

现有的研究中,高阶无迹变换(Unscented transform,UT)还不存在具体的解析解,因此,无法利用高阶无迹变换获得具备更高精度的高阶无迹卡尔曼滤波器(Unscented Kalmanfilter,UKF).为了解决这一问题,本文在五阶容积变换(Cubature transform,CT)的基础上,通过引入一个自由参数K,得到高阶无迹变换的解析解,从而获得了高阶无迹卡尔曼滤波器(Unscented Kalmanfilter,UKF).同时验证了现有的五阶容积变换和五阶无迹变换分别是本文所提出的高阶无迹变换在K-2和k=6-n时的两个特例.进而分析和讨论了高阶无迹卡尔曼滤波器在系统不同维数条件下K值的最优选取,并讨论了其稳定性.纯方位跟踪模型和弹道目标再入模型仿真验证了本文方法的正确性,且与现有方法相比具有更高的精度.

英文摘要:

Currently there is still no specific analytical solution for the high order unscented transform (UT), thus high order UT can not be used to obtain high order unscented Kalman filter (UKF) with higher accuracy. In order to solve this problem, an analytical solution of high order UT is obtained by introducing a free parameter k on the basis of fifth-order cubature transform (CT), and the high order UKF is then obtained. It is illustrated that the existing fifth-order CT and fifth-order UT are two special cases of the high order UT when k=2 and k = 6 -- n, respectively. Furthermore, the optimal choice of parameter n in the high order UKF is analyzed and discussed for different dimensional systems, and the stability of the proposed method is discussed. Simulations based on the bearings-only tracking model and ballistic object reentry model show that the proposed method is correct and it has better performance as compared with the existing methods.

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期刊论文 26 会议论文 7 获奖 4 专利 4 著作 1
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期刊信息
  • 《自动化学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国自动化学会 中国科学院自动化研究所
  • 主编:王飞跃
  • 地址:北京东黄城根北街16号
  • 邮编:100717
  • 邮箱:aas@ia.ac.cn
  • 电话:010-64019820
  • 国际标准刊号:ISSN:0254-4156
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2109/TP
  • 邮发代号:2-180
  • 获奖情况:
  • 1997年获全国优秀期刊奖,1985、1990、1996、2000年获中国科学院优秀期刊二等奖,2002年获国家期刊奖
  • 国内外数据库收录:
  • 美国数学评论(网络版),德国数学文摘,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:27550