針對(duì)卡爾曼濾波方法處理非線性非高斯模型濾波精度低,以及標(biāo)準(zhǔn)粒子濾波中粒子退化嚴(yán)重的問題,提出一種自適應(yīng)粒子濾波的零速修正方法。將自適應(yīng)閾值與粒子濾波結(jié)合,從而提高重采樣的效率;重采樣過程中引入退化系數(shù)判斷粒子退化程度,對(duì)粒子進(jìn)行二次采樣,保證了粒子的多樣性。為了驗(yàn)證所提算法的有效性和可行性,搭建了以慣性測(cè)量單元IMU（inertial measurement unit）為核心的硬件平臺(tái),利用IMU采集的數(shù)據(jù)建立系統(tǒng)的狀態(tài)空間模型,并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。結(jié)果表明,與卡爾曼濾波方法和經(jīng)典粒子濾波方法相比,自適應(yīng)粒子濾波方法在零速區(qū)間的定位精度分別提高了40.6%和19.4%。自適應(yīng)粒子濾波APF（adaptive particle filter）能更好地修正導(dǎo)航誤差,提高行人軌跡精度。 

【文章來源】：西北工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2020,38(02)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

導(dǎo)航算法結(jié)構(gòu)框架

實(shí)驗(yàn)裝置選用美國(guó)應(yīng)美盛(Invensense)公司的MPU9150模塊,該模塊為9軸組合傳感器,由6軸慣性測(cè)量單元(3軸加速度計(jì)和3軸陀螺儀)和3軸磁強(qiáng)計(jì)組成。實(shí)驗(yàn)過程中,將傳感器安裝在右腳腳面上,單片機(jī)安裝在實(shí)驗(yàn)人員腰部,實(shí)驗(yàn)的硬件模塊及安裝方式如圖2所示。為了驗(yàn)證本文提出算法的優(yōu)勢(shì)及可行性,設(shè)置對(duì)比實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證,實(shí)驗(yàn)人員穿戴測(cè)量模塊實(shí)驗(yàn),沿直線行走共35 m,航向角為190°。實(shí)驗(yàn)沿西向直線行走約34.46 m,南向約6.08 m,時(shí)間為130 s。對(duì)行人行走過程中的步態(tài)信息進(jìn)行采集,行人初始位置定為(0,0,0)m,設(shè)定粒子濾波參數(shù),如表1所示。

為了便于自適應(yīng)粒子濾波性能分析,在相同實(shí)驗(yàn)條件下,分別使用擴(kuò)展卡爾曼濾波(EKF)算法[14]、經(jīng)典粒子濾波(PF)和自適應(yīng)粒子濾波(APF)算法進(jìn)行零速修正。3種濾波方法在零速區(qū)間的速度誤差和位置誤差曲線如圖3和4所示。圖4 EKF、PF和APF的位置誤差曲線

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號(hào)：3424108