一种改进的自适应卡尔曼滤波算法An Improved Adaptive Kalman Filtering Algorithm
许亚朝,何秋生,王少江,成熊
摘要(Abstract)：
针对多传感器数据融合时传统卡尔曼滤波算法极易引起滤波发散,降低滤波精度和系统实时性的问题,研究一种改进的自适应滤波算法对多传感器数据进行融合,得到更为准确的信息数据。该算法在简化的Sage-Husa滤波基础上引入滤波收敛性判据,抑制滤波发散并提高滤波精度和稳定性。同时结合强跟踪滤波思想调整增益矩阵,使滤波器具有强跟踪滤波的特性,提高改进的滤波算法对不确定系统模型的鲁棒性以及对突变状态的滤波处理能力。将改进算法与传统卡尔曼滤波算法进行仿真比较。仿真结果表明,在系统模型参数失配或实变噪声未知情况下,改进的自适应滤波算法有更好的鲁棒性,并且在系统状态突变时仍有较好的滤波效果,明显提高了滤波精度和实时性。
关键词(KeyWords)： 卡尔曼滤波;Sage-Husa自适应滤波;强跟踪滤波
基金项目(Foundation): 山西省自然科学基金(2013011035-2)
作者(Author): 许亚朝,何秋生,王少江,成熊
参考文献(References)：
- [1]杨凌霄,李晓阳.基于卡尔曼滤波的两轮自平衡车姿态检测方法[J].计算机仿真,2014(31):406-409.
- [2]周晶,黄显高.一种改进的Sage-Husa自适应滤波算法[J].仪器仪表用户,2009(16):71-73.
- [3]沈云峰,朱海,莫军.简化的Sage-Husa自适应滤波算法在组合导航中的应用及仿真[J].青岛大学学报,2001(16):44-47.
- [4]鲁平,赵龙,陈哲.改进的Sage-Husa自适应滤波及其应用[J].系统仿真学报,2007,19(15):3503-3505.
- [5]宋康宁,丛爽,邓科,等.自适应强跟踪卡尔曼滤波在陀螺稳定平台中的应用[J].中国科学技术大学学报,2015(7):401-406.
- [6]张欣,白越,赵常均,等.多旋翼姿态解算中的改进自适应扩展Kalman算法[J].光学精密工程,2014,22(12):3384-3390.
- [7]郭泽,缪玲娟,赵洪松.一种改进的强跟踪UKF算法及其在SINS大方位失准角初始对准中的应用[J].航空学报,2014,35(1):203-214.
- [8]ZHANG Z T,ZHANG J S.A novel strong tracking finite-difference extended Kalman filter for nonlinear eye tracking[J].Science in China,2009,52(4):688-694.
- [9]范文兵,刘春风,张素贞.一种强跟踪扩展卡尔曼滤波器的改进算法[J].控制与决策,2006,21(1):73-76.