本文關(guān)鍵詞： 激光光學(xué) 車載測速儀 卡爾曼濾波 多普勒　出處：《中國激光》2014年11期 　論文類型：期刊論文

【摘要】：為了減小隨機(jī)誤差和野值對車載激光多普勒測速儀測速精度的影響,提出了一種自適應(yīng)卡爾曼濾波算法。以"當(dāng)前"統(tǒng)計(jì)模型為基礎(chǔ),結(jié)合車載測速儀實(shí)際特點(diǎn)建立了系統(tǒng)的狀態(tài)空間模型,并利用速度觀測值與預(yù)測值之間的偏差進(jìn)行加速度方差自適應(yīng)調(diào)整,同時根據(jù)卡爾曼濾波算法中新息的正交特性和速度估計(jì)誤差,給出了能夠剔除野值并實(shí)時反映路面特征的觀測噪聲方差自適應(yīng)算法。仿真結(jié)果表明該算法的濾波收斂速度和估計(jì)精度都明顯優(yōu)于"當(dāng)前"統(tǒng)計(jì)模型算法,實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明該算法能夠顯著提高測速儀的測速精度與穩(wěn)健性。
[Abstract]:In order to reduce the influence of random errors and outliers on the accuracy of vehicle laser Doppler velocimetry, an adaptive Kalman filter algorithm is proposed, which is based on the "current" statistical model. Combined with the actual characteristics of the vehicle velocimeter, the state space model of the system is established, and the acceleration variance is adjusted adaptively by the deviation between the velocity observation value and the predicted value. At the same time, according to the orthogonal characteristic of innovation and the error of velocity estimation in Kalman filter algorithm. An adaptive algorithm of observation noise variance which can eliminate outliers and reflect pavement characteristics in real time is presented. The simulation results show that the filter convergence speed and estimation accuracy of the algorithm are obviously better than the current statistical model algorithm. Experimental results show that the algorithm can significantly improve the accuracy and robustness of the velocimeter.
【作者單位】： 北京航空航天大學(xué)儀器科學(xué)與光電工程學(xué)院;
【基金】：國家自然科學(xué)基金(61101007)
【分類號】：TN96.2;TN249
【正文快照】： 1引言激光多普勒測速儀(LDV)利用多普勒效應(yīng)直接測量載體的地速和航偏角,具有完全自主、反應(yīng)快、抗干擾性能好、測速精度高等優(yōu)點(diǎn),已成為組合導(dǎo)航中重要的速度傳感器[1-3]。然而未經(jīng)濾波的LDV測速數(shù)據(jù)往往包含較大的隨機(jī)誤差和野值,這不僅會降低組合導(dǎo)航系統(tǒng)的定位精度,而且還

【參考文獻(xiàn)】

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1 羅志斌;劉先省;胡振濤;周林;;基于新息特性抗野值Kalman預(yù)測算法[J];河南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2006年04期

2 張強(qiáng);孫堯;萬磊;李曄;;多普勒測速聲吶的自適應(yīng)Kalman濾波算法[J];哈爾濱工程大學(xué)學(xué)報(bào);2011年12期

3 姬冰冰;買培培;蘇濤;;一種基于卡爾曼濾波的機(jī)車測速雷達(dá)算法[J];火控雷達(dá)技術(shù);2009年01期

4 白宏陽;薛曉中;陳帥;解寶同;李松;;多普勒雷達(dá)測速信號濾波方法分析[J];火力與指揮控制;2011年03期

5 周健;龍興武;;用于車載自主慣導(dǎo)系統(tǒng)的激光多普勒測速儀[J];中國激光;2010年05期

6 張安清;文聰;鄭潤高;;基于當(dāng)前統(tǒng)計(jì)模型的目標(biāo)跟蹤改進(jìn)算法仿真分析[J];雷達(dá)與對抗;2012年01期

7 錢廣華;李穎;駱榮劍;;機(jī)動目標(biāo)跟蹤中一種機(jī)動頻率和方差自適應(yīng)濾波算法[J];雷達(dá)學(xué)報(bào);2013年02期

8 眭曉林;周壽桓;趙鴻;劉波;張穎;顏?zhàn)雍?;一種全光纖結(jié)構(gòu)的相干激光測速雷達(dá)研究[J];中國激光;2013年12期

9 范哲;張春熹;歐攀;韓鳳山;;車載三波束多普勒激光雷達(dá)波束配置研究[J];中國激光;2014年02期

【共引文獻(xiàn)】

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2 姚紅萍,張誠光;火控光電儀伺服系統(tǒng)的研制[J];兵工自動化;2002年02期

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7 邵錫軍,楊成梧;具有約束方差的不確定性Delta算子系統(tǒng)的魯棒濾波器設(shè)計(jì)[J];兵工學(xué)報(bào);2001年03期

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9 刁聯(lián)旺,楊靜宇;一種改進(jìn)的機(jī)動目標(biāo)“當(dāng)前”統(tǒng)計(jì)模型的描述[J];兵工學(xué)報(bào);2005年06期

10 劉向東;程翔;張河;;基于角測量的機(jī)動目標(biāo)跟蹤算法[J];兵工學(xué)報(bào);2006年06期

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3 陶偉剛;馮新喜;;一種新的目標(biāo)跟蹤自適應(yīng)濾波算法[A];第九屆全國信號處理學(xué)術(shù)年會（CCSP-99）論文集[C];1999年

4 張文濤;劉鐮斧;李在銘;;圖像多目標(biāo)運(yùn)動狀態(tài)檢測與智能跟蹤[A];第九屆全國信號處理學(xué)術(shù)年會（CCSP-99）論文集[C];1999年

5 李延飛;李明;吳順君;;扇掃TWS雷達(dá)多目標(biāo)跟蹤中特殊問題的研究[A];第十二屆全國信號處理學(xué)術(shù)年會（CCSP-2005）論文集[C];2005年

6 董文娟;王宏義;王衛(wèi)華;陳曾平;;低空弱小紅外目標(biāo)自動檢測跟蹤實(shí)時信息處理機(jī)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[A];第十三屆全國信號處理學(xué)術(shù)年會（CCSP-2007）論文集[C];2007年

7 郭尊華;謝維信;;彈道導(dǎo)彈跟蹤技術(shù)進(jìn)展[A];第十四屆全國信號處理學(xué)術(shù)年會(CCSP-2009)論文集[C];2009年

8 王成;李卓林;;雷達(dá)數(shù)據(jù)處理技術(shù)研究[A];四川省電子學(xué)會雷達(dá)與火控、電子線路與系統(tǒng)專業(yè)委員會學(xué)術(shù)交流會10周年優(yōu)秀論文集[C];2006年

9 聶曉華;;基于小波估計(jì)量測噪聲方差的交互多模型跟蹤算法[A];2009中國控制與決策會議論文集（2）[C];2009年

10 楊靜;鄭南寧;;一種基于平方根Unscented卡爾曼濾波的GPS/DR組合定位算法[A];'2008系統(tǒng)仿真技術(shù)及其應(yīng)用學(xué)術(shù)會議論文集[C];2008年

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4 蔣鼎國;無線傳感器網(wǎng)絡(luò)農(nóng)業(yè)信息監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)與數(shù)據(jù)融合研究[D];江南大學(xué);2010年

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6 黃曉靜;多頻高頻地波雷達(dá)目標(biāo)檢測與跟蹤技術(shù)研究[D];武漢大學(xué);2010年

7 趙志超;導(dǎo)彈防御雷達(dá)網(wǎng)數(shù)據(jù)融合技術(shù)研究[D];國防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2010年

8 袁東輝;蟻群算法在飛行模擬器平臺中若干應(yīng)用問題的研究[D];吉林大學(xué);2011年

9 白雪;基于農(nóng)田特征的車載GPS運(yùn)動模型辨識及定位誤差研究[D];江蘇大學(xué);2011年

10 陳益;具有目的域的光電穩(wěn)定跟蹤系統(tǒng)滿意控制策略[D];南京理工大學(xué);2010年

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3 張西雅;基于信息融合的汽車防追尾避撞目標(biāo)識別研究[D];鄭州大學(xué);2010年

4 魏紀(jì)鋒;基于Jerk模型的高機(jī)動目標(biāo)跟蹤算法研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2010年

5 孔慶珊;光電跟蹤系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];哈爾濱工程大學(xué);2010年

6 鄭巖;基于方位角及其變化率的無源定位算法研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2010年

7 劉運(yùn)杰;基于粒子濾波器的目標(biāo)跟蹤算法研究[D];大連理工大學(xué);2010年

8 黃魯粵;基于慣性傳感器與聲納的水下機(jī)器人定位與地圖構(gòu)建[D];中國海洋大學(xué);2010年

9 邱雪;信息融合算法管理系統(tǒng)決策支持研究[D];華東理工大學(xué);2011年

10 楊海波;列車組合定位系統(tǒng)數(shù)據(jù)的仿真方法研究[D];北京交通大學(xué);2011年

【二級參考文獻(xiàn)】

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1 王軍政;沈偉;趙江波;;機(jī)動目標(biāo)跟蹤中機(jī)動頻率的自適應(yīng)調(diào)整[J];北京理工大學(xué)學(xué)報(bào);2007年01期

2 吉訓(xùn)生;王壽榮;許宜申;盛平;;自適應(yīng)Kalman濾波在MEMS陀螺儀信號處理中的應(yīng)用[J];傳感器與微系統(tǒng);2006年09期

3 陳剛;高賢志;趙汪洋;;基于小波變換的多普勒聲納數(shù)據(jù)處理研究[J];傳感器與微系統(tǒng);2006年12期

4 柳海峰,姚郁,盧迪,馬杰;Kalman濾波新息正交性抗野值法研究[J];電機(jī)與控制學(xué)報(bào);2003年01期

5 李彬彬;王朝英;;一種基于“當(dāng)前”統(tǒng)計(jì)模型的改進(jìn)目標(biāo)跟蹤算法[J];彈箭與制導(dǎo)學(xué)報(bào);2008年02期

6 吉訓(xùn)生;王壽榮;許宜申;;快速小波變換在MEMS陀螺信號處理中的應(yīng)用(英文)[J];Journal of Southeast University(English Edition);2006年04期

7 王其;徐曉蘇;;小波包變換濾波在光纖陀螺信號降噪處理中的應(yīng)用(英文)[J];Journal of Southeast University(English Edition);2008年01期

8 于嘯;洪光烈;凌元;舒嶸;;啁啾調(diào)幅激光雷達(dá)對距離和速度的零差探測[J];光學(xué)學(xué)報(bào);2011年06期

9 楊玉峰;吳振森;曹運(yùn)華;;一種實(shí)用型粗糙面六參數(shù)雙向反射分布函數(shù)模型[J];光學(xué)學(xué)報(bào);2012年02期

10 沈法華;孫東松;王忠純;薛向輝;陳廷娣;竇賢康;;移動式多普勒激光雷達(dá)光束掃描及風(fēng)場反演技術(shù)研究[J];光學(xué)學(xué)報(bào);2012年03期

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3 虞培培;張永立;程會峰;;無跡卡爾曼濾波算法在二級倒立擺上的應(yīng)用研究[J];模糊系統(tǒng)與數(shù)學(xué);2011年05期

4 馬平;卡爾曼濾波算法的收斂速度[J];山東師大學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);1997年03期

5 丁振，吳錦濤，，潘泉;單站被動式跟蹤新算法研究[J];紅外技術(shù);1996年02期

6 王淇勝,李華軍;純方位目標(biāo)跟蹤—直角坐標(biāo)卡爾曼濾波算法[J];青島海洋大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2000年02期

7 孫維廣;;卡爾曼濾波算法在目標(biāo)跟蹤中的應(yīng)用研究[J];科技信息;2009年05期

8 馮昆林;對勻速直線運(yùn)動目標(biāo)跟蹤的轉(zhuǎn)換坐標(biāo)卡爾曼濾波算法[J];太原師范學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2005年02期

9 趙昕,李杰;一類加權(quán)全局迭代參數(shù)卡爾曼濾波算法[J];計(jì)算力學(xué)學(xué)報(bào);2002年04期

10 穆靜;蔡遠(yuǎn)利;王長元;;基于L-M方法的迭代容積卡爾曼濾波算法及其應(yīng)用[J];西安工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);2013年01期

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1 劉棟;王惠林;;卡爾曼濾波算法在目標(biāo)定位系統(tǒng)中的應(yīng)用[A];第九屆全國光電技術(shù)學(xué)術(shù)交流會論文集（上冊）[C];2010年

2 周紅波;耿伯英;;基于目標(biāo)跟蹤的無偏轉(zhuǎn)換測量卡爾曼濾波算法研究[A];2007中國控制與決策學(xué)術(shù)年會論文集[C];2007年

3 陳婧;謝磊;李備;;水路交通中的卡爾曼濾波算法綜述[A];第七屆中國智能交通年會論文集[C];2012年

4 趙汝祺;趙祚喜;趙汝準(zhǔn);;基于多項(xiàng)式卡爾曼濾波算法的車輛定位試驗(yàn)研究[A];中國農(nóng)業(yè)工程學(xué)會2011年學(xué)術(shù)年會論文集[C];2011年

5 曾翠娟;杜傳利;;動態(tài)GPS自適應(yīng)卡爾曼濾波算法的FPGA實(shí)現(xiàn)[A];第13屆全國計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用學(xué)術(shù)會議論文集[C];2007年

6 李鵬;宋申民;陳興林;;自適應(yīng)平方根無跡卡爾曼濾波算法[A];2009年中國智能自動化會議論文集（第八分冊）[控制理論與應(yīng)用（專刊）][C];2009年

7 程慧俐;王紀(jì)文;張洪鉞;;在未知噪聲統(tǒng)計(jì)情況下的一種新的自適應(yīng)卡爾曼濾波算法[A];1994中國控制與決策學(xué)術(shù)年會論文集[C];1994年

8 劉健;劉忠;玄兆林;;純方位目標(biāo)運(yùn)動分析的自適應(yīng)擴(kuò)展卡爾曼濾波算法[A];2005年全國水聲學(xué)學(xué)術(shù)會議論文集[C];2005年

9 朱寧;錢偉康;郭強(qiáng);;基于嵌入式XP的光譜分析系統(tǒng)[A];全國第一屆嵌入式技術(shù)聯(lián)合學(xué)術(shù)會議論文集[C];2006年

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1 葛磊;容積卡爾曼濾波算法研究及其在導(dǎo)航中的應(yīng)用[D];哈爾濱工程大學(xué);2013年

2 孟軍英;基于粒子濾波框架目標(biāo)跟蹤優(yōu)化算法的研究[D];燕山大學(xué);2014年

3 周聰;基于非線性估計(jì)理論的線控轉(zhuǎn)向汽車狀態(tài)估計(jì)研究[D];西南交通大學(xué);2012年

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1 徐紅珍;基于粒子群的卡爾曼濾波算法改進(jìn)和優(yōu)化[D];武漢理工大學(xué);2013年

2 鄒振宇;基于DSP的Kalman濾波器的算法研究[D];成都理工大學(xué);2012年

3 樊紅娟;無先導(dǎo)卡爾曼濾波算法分析[D];西南大學(xué);2007年

4 吳龍龍;一致性卡爾曼濾波算法及其應(yīng)用研究[D];華東交通大學(xué);2013年

5 李忠良;基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的卡爾曼濾波算法研究[D];湖南工業(yè)大學(xué);2011年

6 雷禮平;GPS動態(tài)卡爾曼濾波算法研究[D];電子科技大學(xué);2003年

7 朱永龍;基于UWB的室內(nèi)定位算法研究與應(yīng)用[D];山東大學(xué);2014年

8 顧博川;不確定系統(tǒng)狀態(tài)估計(jì)及其在粘著控制中的應(yīng)用[D];西南交通大學(xué);2011年

9 何軍;基于DSP的姿態(tài)測試技術(shù)研究[D];中北大學(xué);2011年

10 葛浩宇;面向室內(nèi)環(huán)境的WSN跟蹤關(guān)鍵技術(shù)研究[D];浙江大學(xué);2012年

本文編號：1461858