改进版多模型卡尔曼滤波论文,能更好的适应非线性场景
标签: IMM-kalman 滤波
上传时间: 2019-06-10
上传用户:guokai626
论文提出了一种基于FPSLIC的下位机控制器系统设计,并且在嵌入式硬件和软件的联合调度之下予以实现,并将该系统应用于微小型无人直升机MUAV控制上。 微小型无人直升机体积小、重量轻、隐蔽性好、机动性强、易实现悬停和超低空飞行,因此在军用和民用领域都有广泛的应用前景。微小型无人直升机在空中执行任务时需要实时获得在空间的姿态和高度位置信息,然后通过调制舵机状态来调整飞行器的空中姿态,纠正飞行路线,而MUAV的飞控系统需要具有负荷轻,功能强大,实时性强以及低功耗的特点,对嵌入式处理器要求较高,所以针对MUAV的控制采用上下位机联合控制的结构。并且由于目前现有的下位机控制器满足不了MUAV控制发展的需求,所以本文中利用FPS[JC优越的性能,实现了一种新的下位机控制器的设计,具有体积小、重量轻、价格低、功耗低、实时性强、可靠性高、扩展性好等优点的同时,完成了基于PWM的舵机的控制和基于kalman滤波的多传感器的数据融合,以及上下位机之间的通讯等功能,具有较强的使用和应用价值。 论文首先介绍了MUAV飞行控制的结构,以及下位机实现功能的模块划分。然后是对MUAV控制系统相关理论的介绍,包括舵机控制的原理和方法以及多传感器数据融合的理论。 其次论文介绍了基于FPSLIC的下位机控制器系统的软硬件设计。在硬件设计上,给出了硬件总体设计方案,并对各个功能模块进行了详细论述,软件部分在给出了主要的框架和功能划分后,主要介绍了利用FPSLIC的FPGA部分实现PWM控制和测量的模块以及AVR部分对多传感器信息进行kalman滤波融合的实现。 最后在实验室的汽油无人直升机的测试平台上进行了舵机控制和高度测试实验,取得了满意的实验结果。
上传时间: 2013-04-24
上传用户:fredguo
随着GPS(Global Positioning System)技术的不断发展和成熟,其全球性、全天候、低成本等特点使得GPS接收机的用户数量大幅度增加,应用领域越来越广。但由于定位过程中各种误差源的存在,单机定位精度受到影响。目前常从两个方面考虑减小误差提高精度:①用高精度相位天线、差分技术等通过提高硬件成本获取高精度;②针对误差源用滤波算法从软件方面实现精度提高。两种方法中,后者相对于前者在满足精度要求的前提下节约成本,而且便于系统融合,是应用于GPS定位的系统中更有前景的方法。但由于在系统中实现定位滤波算法需要时间,传统CPU往往不能满足实时性的要求,而FPGA以其快速并行计算越来越受到青睐。 本文在FPGA平台上,根据“先时序后电路”的设计思想,由同步没计方法以及自顶向下和自下而上的混合设计方法实现系统的总体设计。从GPS-OEM板输出的定位信息的接收到定位结果的坐标变换,最终到kalman滤波递推计算减小定位误差,实现实时、快速、高精度的GPS定位信息采集处理系统,为GPS定位数据的处理方法做了新的尝试,为基于FPGA的GPS嵌入式系统的开发奠定了基础。具体工作如下: 基于FPGA设计了GPS定位数据的正确接收和显示,以及经纬度到平面坐标的投影变换。根掘GPS输出信息标准和格式,通过串口接收模块实现串口数掘的接收和经纬度信息提取,并通过LCD实时显示。在提取信息的同时将数据格式由ASCⅡ码转变为十进制整数型,实现利用移位和加法运算达到代替乘法运算的效果,从而减少资源的利用率。在坐标转换过程中,利用查找表的方法查找转化时需要的各个参数值,并将该参数先转为双精度浮点小数,再进行坐标转换。根据高斯转化公式的规律将公式简化成只涉及加法和乘法运算,以此简化公式运算量,达到节省资源的目的。 卡尔曼滤波器的实现。首先分析了影响定位精度的各种误差因素,将各种误差因素视为一阶马尔科夫过程的总误差,建立了系统状态方程、观测方程和滤波方程,并基于分散滤波的思想进行卡尔曼滤波设计,并通过Matlab进行仿真。结果表明,本文设计的卡尔曼滤波器收敛性好,定位精度高、估计误差小。在仿真基础上,实现基于FPGA的卡尔曼滤波计算。在满足实时性的基础上,通过IP核、模块的分时复用和树状结构节省资源,实现数据卡尔曼滤波,达到提高数据精度的效果。 设计中以Xilinx公司的Virtex-5系列的XC5VLX110-FF676为硬件平台,采用Verilog HDL硬件描述语言实现,利用Xilinx公司的ISE10.1工具布局布线,一共使用44438个逻辑资源,时钟频率达到100MHZ以上,满足实时性信号处理要求,在保证精度的前提下达到资源最优。Modelsim仿真验证了该设计的正确性。
上传时间: 2013-04-24
上传用户:二驱蚊器
为了实现在Virtools环境下自然方便的人机交互过程,设计开发了基于Kinect的虚拟装配交互技术。该技术通过三维多手指检测并结合kalman滤波来稳定跟踪指尖,同时基于指尖特征自定义了多种装配所需的手势;以Mircrosoft Visual Studio 2010为开发工具,设计了手势操控相关功能块的编辑后集成于Virtools环境中,实现了手势在虚拟装配中的交互控制。实例证明,该技术能很好地完成虚拟装配过程,效果良好。
上传时间: 2014-12-29
上传用户:bjgaofei
本程序是AR(2)模型进行数据建模,再进行kalman滤波,进行数据去躁处理,尤其用在光纤陀螺上
上传时间: 2013-12-24
上传用户:小眼睛LSL
目标跟踪问题的应用背景是雷达数据处理,即雷达在搜索到目标并记录目标的位置数据, 对测量到的目标位置数据(称为点迹)进行处理,自动形成航迹,并对目标在下一时刻的位置进行预测。 ben文简要讨论了用kalman滤波方法对单个目标航迹进行预测,并借助于Matlab仿真工具,对实验的效果进行评估。 trajectory.m产生理论的航迹,并绘出 Kalman_filter.m 利用kalman滤波算法,对目标的航迹进行估计 filter_result.m kalman滤波估计的结果,以及估计误差的均值和标准差曲线
上传时间: 2015-07-03
上传用户:Altman
“假设我们要研究的对象是一个房间的温度。根据你的经验判断,这个房间的温度是恒定的” 学习kalman滤波的朋友开始,很可能会在网上找到一篇“卡尔曼滤波器”的文章,而且有程序,但是发现程序和文章不匹配 我自己写了一个程序,和文章一致的,图也相同,初学的朋友可以看看(我自己也刚学几天,^_^) 另:我好像在没有下载权限的情况下突然收到了一个很需要的程序,虽然不明白原因,还是很感谢
上传时间: 2015-07-11
上传用户:123啊
该软件是我读硕士的时候写的,它可以对测井曲线进行直方图、小波变换,曲线拉伸、均值绿波、中值滤波、kalman滤波以及插值等等操作,程序里还包含了神经网络的内容,非常丰富,是您学习VC++编程和数据处理的好资料!绝对超值! 请先阅读文件夹下的read me 文件
上传时间: 2013-12-08
上传用户:风之骄子
机动目标的跟踪问题一直是人们研究的重点,实现机动目标精确跟踪,首要解决的问题就是使所建立的目标运动模型与实际的目标运动模型匹配。目前常用的有多模型(MM),交互式多模型(IMM),切换模型等。多模型方法就是对一组具有不同机动模型分别进行kalman滤波,最终的参数估计是各滤波器估计值的加权和;在多模型基础上,Shalom提出了交互式多模型方法,这一方法对无序目标的机动检测,显示了更好的鲁棒性和跟踪的稳定性;切换模型则是分别建立机动和非机动运动模型,利用机动检测实现在这两个模型之间的切换。一般来说,交互式多模型的跟踪性能较好。
标签: 机动
上传时间: 2013-12-14
上传用户:maizezhen
惯性导航和GPS的数据融合,基于模糊自适应kalman滤波的方法
上传时间: 2014-01-24
上传用户:chens000