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3种确定性采样非线性滤波算法的复杂度分析
  • ISSN号:0367-6234
  • 期刊名称:《哈尔滨工业大学学报》
  • 时间:0
  • 分类:TN967.2[电子电信—信号与信息处理;电子电信—信息与通信工程]
  • 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:国家自然科学基金资助项目(60834005).
中文摘要:

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.

英文摘要:

To study the real time problem of nonlinear Kalman filter in SINS/GPS integrated navigation system, the complexity of three usual deterministic sampling nonlinear Kalman filters ( UKF, CDKF and CKF) is analyzed and a selection basis is summarized. Numbers of floating-point operations (flops) of the three algorithms are counted according to unified filtering steps, so the accurate expressions of computing complexity are gotten. And a further derivation of the complexity differences among three algorithms is carried out. The aforementioned algorithms are applied in SINS/GPS tightly coupled navigation. Monte Carlo simulation results indicate that three algorithms have similar precision, UKF has the biggest complexity and the complexity of CKF is lower than that of CDKF when the dimension of system states is larger than measurement, and CDKF can get the lowest complexity in some high-dimensional measurement systems.

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期刊信息
  • 《哈尔滨工业大学学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中华人民共和国工业和信息化部
  • 主办单位:哈尔滨工业大学
  • 主编:冷劲松
  • 地址:哈尔滨市南岗区西大直街92号
  • 邮编:150001
  • 邮箱:
  • 电话:0451-86403427 86414135
  • 国际标准刊号:ISSN:0367-6234
  • 国内统一刊号:ISSN:23-1235/T
  • 邮发代号:14-67
  • 获奖情况:
  • 2000年获黑龙省科技期刊评比一等奖,中国期刊方阵“双效”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),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,美国剑桥科学文摘,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)
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