共查询到18条相似文献,搜索用时 203 毫秒
1.
在强非线性、非高斯系统、高精度测量的环境下,针对粒子滤波(PF)算法的跟踪性能降低问题,提出一种PF的改进算法。由于PF算法的计算量虽然小但精度不高,而无迹粒子滤波(UPF)算法精度虽然很高但计算量过大,结合PF算法计算量小和UPF算法精度高的优势,提出一种PF改进算法。对PF、UPF和PF改进算法三种跟踪算法进行了仿真,结果表明,改进PF算法的跟踪精度和UPF的跟踪精度相当,但所需运算时间仅为UPF算法的35%左右。 相似文献
2.
针对非线性环境中存在的机动目标跟踪问题,对基于贝叶斯估计的粒子滤波器进行研究,为解决混合退火粒子滤波重要密度函数构造的问题,在混合退火粒子滤波的基础上,通过对系统状态和观测粒子方差的研究,提出了非线性环境下动态退火参数粒子滤波的改进算法,在混合退火粒子滤波中引入动态退火参数来构造高效的重要密度函数,提高了混合退火粒子滤波的跟踪精度,应用该滤波方法对机动目标模型进行仿真,并对多种滤波跟踪算法进行性能测试和比较,仿真实验结果表明,在非线性环境下该粒子滤波方法可行有效. 相似文献
3.
现阶段,卡尔曼滤波是信息融合领域中广泛使用的融合算法,它在线性高斯模型下能得到最优估计,但在非线性非高斯的模型下不能达到理想的效果.在这种情况下,非线性目标跟踪已被人们广泛重视.扩展卡尔曼滤波器(EKF)是将卡尔曼滤波器(KF)进行Taylor展开,算法简单,计算快捷,适用于非线性程度不强,高斯的环境下.不敏卡尔曼滤波(UKF)是先对状态向量的后验概率密度函数(PDF)进行近似化然后再在标准卡尔曼滤波框架下进行递推滤波.粒子滤波是一种基于蒙特卡罗模拟和递推贝叶斯估计的滤波方法.这种滤波的方法和其他滤波的方法一样,都是可以通过系统的模型方程从测量空间一步步递推得到其相应的状态空间.它可以处理模型方程为非线性、噪声分布为非高斯分布的问题,在许多领域得到了成功的应用.论文中通过仿真试验,进行跟踪性能的比较,结果证明在复杂的非高斯非线性环境中,粒子滤波器的性能要明显优于扩展卡尔曼滤波器. 相似文献
4.
针对运动声阵列在有色噪声环境中的非线性滤波跟踪实时性问题,提出一种基于改进粒子滤波的交互式多模型目标跟踪(IMM-IUPF)方法.该方法采用最小斜度单形无迹变换结合变尺度无迹变换的 Sigma点选取策略,对标准无迹粒子滤波(UPF)进行改进,大幅缩减UPF样本选取计算量;将改进的UPF与交互式多模型(IMM)相结合,通过定义自适应增益修正系数,弥补样本点缩减造成的精度降低问题;最终通过与传统的基于IMM的粒子滤波(IMM-PF)和基于IMM的无迹粒子滤波(IMM-UPF)进行Matlab数值仿真对比验证所提出算法的实用性. 相似文献
5.
无迹卡尔曼滤波器(UKF)是用一系列确定样本来逼近状态的后验概率密度,对任何非线性高斯系统都有较好的跟踪性能。粒子滤波器(PF)是用随机样本来近似状态后验概率密度函数,适用于任何非线性非高斯系统,但当似然函数出现在转移概率密度函数的尾部或者在高精度测量的场合,PF的跟踪性能降低。针对强非线性、非高斯系统、高精度测量的环境,文中提出采用UPF算法进行跟踪,并对PF、UKF和UPF三种跟踪算法进行了仿真,结果表明,UPF的跟踪精度要远高于PF、UKF的精度。 相似文献
6.
7.
提出了基于无迹粒子滤波(UPF)算法的高动态GPS载波跟踪环路,仿真分析了该方案在高斯噪声和非高斯噪声环境下对高动态GPS信号的跟踪性能,并与分别基于扩展卡尔曼滤波(EKF)、无迹卡尔曼滤波(UKF)、粒子滤波(PF)及扩展卡尔曼粒子滤波(EPF)这四种算法的载波跟踪环路进行了性能对比。仿真结果表明,基于UPF估计器的载波跟踪环路在高动态、弱信号以及非高斯噪声环境下具有优越的跟踪性能,既可以提高跟踪精度,又解决了非高斯噪声干扰问题。通过模拟实验验证了该方案的有效性。 相似文献
8.
由于组合导航系统具有强非线性和模型不确定性的特点, 工程中扩展卡尔曼滤波无法满足组合导航系统实际应用的要求. 为此, 针对贝叶斯框架下高斯类非线性滤波算法的估计性能给出具体分析. 首先, 在估计点处对非线性函数进行泰勒展开获得泰勒近似, 通过一阶矩和二阶矩分析滤波算法的近似精度; 然后, 通过数值稳定性对非线性滤波算法进行分析; 最后, 分别采用低维和高维模型对各滤波算法进行对比分析, 为组合导航系统的实践提供借鉴.
相似文献9.
研究低成本捷联惯导系统中静基座方位失准角对准问题。传统采用的MIMU精度较低,误差模型的非线性化。为改善方位失准角的对准精度,提出了一种UPF方法的方位失准角对准方法。建立了关于磁强计辅助MIMU的粗对准模型,并将磁强计辅助完成粗对准的方位角偏差引入精对准的线性和非线性误差模型之中,给出了一种简化的UPF递推算法,对比了不同误差模型下的三种滤波方法的效果。仿真结果表明,无论是线性还是非线性误差模型下,UPF都获得了比KF和UKF更优的对准精度和收敛性,具有重要理论意义和应用参考价值。 相似文献
10.
11.
《Journal of Process Control》2014,24(2):460-478
Non-linear state filters of different approximations and capabilities allow for real-time estimation of unmeasured states in non-linear stochastic processes. It is well known that the performance of non-linear filters depends on the underlying numerical and statistical approximations used in their design. Despite the theoretical and practical interest in evaluating the performance of non-linear filtering methods, it remains one of the most complex problems in the area of state estimation. We propose the use of posterior Cramér–Rao lower bound (PCRLB) or mean square error (MSE) inequality as a filtering performance benchmark. Using the PCRLB inequality, we develop assessment and diagnosis tools for monitoring and evaluating the performance of non-linear filters. Using the PCRLB inequality-based performance assessment tool, an optimal non-linear filter switching strategy is proposed for state estimation in general non-linear systems. The non-linear filter switching strategy is an optimal performance strategy, which maintains high filtering performance under all operating conditions. The complex, high dimensional integrals involved in the computation of the PCRLB inequality-based non-linear filter assessment and diagnosis tools are approximated using sequential Monte-Carlo (SMC) methods. The utility and efficacy of the developed tools are illustrated through a numerical example. 相似文献
12.
地球卫星自主天文导航滤波方法性能分析 总被引:1,自引:0,他引:1
在系统硬件精度无法改进的条件下,滤波方法是影响地球卫星自主天文导航精度和实时性的最重要因素,本文针对地球卫星天文导航工程应用的需求,研究了目前导航系统中应用最为广泛的扩展卡尔曼滤波(EKF)、Unscented卡尔曼滤波(UKF)、Unscented粒子滤波(UPF)3种滤波方法,在滤波周期和噪声分布影响下的导航精度和实时性.半物理仿真结果表明,在相同仿真条件下,Unscented粒子滤波方法具有最高的导航精度,但计算量也最大,EKF方法计算量最小,导航精度最低.本文结果可为地球卫星自主导航系统中滤波方法的选择提供参考和依据. 相似文献
13.
14.
针对目前垃圾邮件过滤技术仅依赖单一邮件特征实施邮件分类、对邮件特征变化的适应性较差等局限,提出一种基于用户反馈的混合型垃圾邮件过滤方法。以用户社会网络关系为基础,借助用户反馈机制分别实现对基于内容与基于身份标识的邮件分类知识的动态更新;在此基础上采用贝叶斯模型,实现邮件的内容特征与发件人身份标识特征在邮件分类中的有机结合。实验结果表明,与传统的过滤方法比较,所提方法在邮件特征动态变化的环境下能够获得更好的邮件分类效果,邮件分类的总体召回率、查准率、精确率均能达到90%以上。所提方法能够在保证邮件分类性能的同时,有效提高邮件分类对邮件特征变化的适应性,是已有垃圾邮件过滤技术的重要补充。 相似文献
15.
An evaluation of the nonlinear/non-Gaussian filters for the sequential data assimilation 总被引:1,自引:0,他引:1
This paper aims to investigate several new nonlinear/non-Gaussian filters in the context of the sequential data assimilation. The unscented Kalman filter (UKF), the ensemble Kalman filter (EnKF), the sampling importance resampling particle filter (SIR-PF) and the unscented particle filter (UPF) are described in the state-space model framework in the Bayesian filtering background. We first evaluated those methods with a simple highly nonlinear Lorenz model and a scalar nonlinear non-Gaussian model to investigate the filter stability and the error sensitivity, and then their abilities in the one-dimensional estimation of the soil moisture content with the synthetic microwave brightness temperature assimilation experiment in the land surface model VIC-3L. All the results are compared with the EnKF. The advantages and disadvantages of each filter are discussed.The results in the Lorenz model showed that the particle filters are suitable for the large measurement interval assimilation and that the Kalman filters were suitable for the frequent measurement assimilation as well as small measurement uncertainties. The EnKF also showed its feasibility for the non-Gaussian noise. The performance of the SIR-PF was actually not as good as that of the UKF or the EnKF regarding a very small observation noise level compared with the uncertainties in the system. In the one-dimensional brightness temperature assimilation experiment, the UKF, the EnKF and the SIR-PF all proved to be flexible and reliable nonlinear filter algorithms for the low dimensional sequential land data assimilation application. For the high dimensional land surface system that takes the horizontal error correlations into account, the UKF is restricted by its computational demand in the covariance propagation; we must use the EnKF, the SIR-PF and other covariance reduction algorithms. The large computational cost prevents the UPF from being applied in practice. 相似文献
16.
对陀螺仪数据分析的传统方法是使用kalman滤波器做尾数据处理来降低随机误差,由于陀螺仪传感器随着外界环境的变化的影响会有非线性误差,传统的kalman滤波算法处理的是线性误差,因此引进了适用于非线性系统的EKF滤波.为了快速滤除系统在实际环境中产生的噪声,对传统的中值滤波算法进行了改进,降低其计算复杂度,提出差分-均值中值滤波法.本文首先使用阿伦(ALLAN)方差分析了陀螺仪的误差特性,对于这些误差源分别提出了偏移校正的方法,之后建立自动回归-滑动平均模型(ARMA模型)对陀螺仪数据进行误差建模分析,最后使用EKF算法降低随机误差.实验结果表明该方法比传统的方法滤波效果好、计算复杂度低、实时性好. 相似文献
17.
本文在对中文邮件关键词提取方法、关键词的降维处理与优化提炼以及垃圾邮件识别概率等方面进行理论探讨的同时,较为详细地阐述了中文环境下贝叶斯过滤技术的使用方法,这对有效减少垃圾邮件数量,提高网络利用率具有重要的理论价值和现实意义。 相似文献