改进的混合滤波方法:A-CKF与KF结合提升动态系统性能

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本文主要探讨了"扩展容积卡尔曼滤波-卡尔曼滤波组合算法"这一主题,针对传统单一线性或非线性滤波方法在处理混合线性/非线性动态系统时可能遇到的挑战,即难以获得最优的状态估计。作者赵曦晶、刘光斌、汪立新、何志昆和姚志成提出了一种创新的滤波方法,该方法结合了卡尔曼滤波(KF)和扩展容积卡尔曼滤波(A-CKF)的优势。 在该算法中,系统状态被分解为线性和非线性两个部分,线性部分利用卡尔曼滤波进行处理,其优点在于能够提供最优的线性状态估计,并且计算效率较高。对于非线性部分,采用了简化两次扩展容积卡尔曼滤波(STA-CKF)方法,这有助于提高滤波的精度和实时性。通过与Rao-Blackwellized粒子滤波方法和STA-CKF方法的比较,研究发现新方法在保持滤波精度的同时,显著降低了计算成本,尤其是在机动目标跟踪和捷联惯性导航系统的非线性对准应用中。 机动目标跟踪和捷联惯性导航系统是实际工程中的关键领域,对滤波性能有严格要求。新提出的组合滤波方法能够在这些场景中展现出优越性,尤其是在滤波精度和实时性方面,相较于传统方法有了显著提升。此外,论文还引用了相关领域的分类号(V249.3),表明了研究的学术定位,并强调了文献的重要性(A级),并通过文章编号(1007-2276(2014)02-0647-07)明确了其在期刊上的发表位置。 这项工作为混合动态系统状态估计提供了一个有效的解决方案,不仅提升了滤波性能,还优化了计算效率,对于推进信息技术尤其是导航和跟踪技术的发展具有实际意义。