基于抗差因子图的AUV多源信息融合定位方法

1

作者 黄紫如 柴洪洲 +1 位作者 向民志 杜祯强 《测绘学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第8期1278-1285,共8页

面向AUV搭载的传感器信息频率不一致与有效性易动态改变的情况,因子图算法相较于扩展Kalman滤波算法表现出更好的稳定性、灵活性与扩展性。本文首先比较了FGO与EKF算法分别应用于AUV多传感器信息融合定位的性能,再针对复杂水下环境中,... 面向AUV搭载的传感器信息频率不一致与有效性易动态改变的情况,因子图算法相较于扩展Kalman滤波算法表现出更好的稳定性、灵活性与扩展性。本文首先比较了FGO与EKF算法分别应用于AUV多传感器信息融合定位的性能,再针对复杂水下环境中,传感器的异常观测值影响FGO算法定位精度的问题,提出了一种基于抗差因子图的AUV多源信息融合定位方法,利用动态协方差缩放策略对粗差因子进行降权处理,在海测数据的基础上模拟观测粗差进行算法验证。分别采用普通FGO算法、基于DCS的抗差FGO算法对受到粗差干扰后的数据进行解算。统计结果表明,相较于不进行抗差处理,该算法降低了14.6%的平面位置误差,对异常观测具有良好的稳健性能。 展开更多

关键词 因子图 多源信息融合定位 自主水下潜航器 抗差因子图

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预测残差判别统计量抗差因子在UKF算法中的应用 被引量：1

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作者 万某峰 赵长胜 王飞 《测绘科学技术学报》 CSCD 北大核心 2013年第1期33-35,共3页

在UKF滤波中,针对观测信息存在粗差的问题,基于预测残差构建了预测残差判别统计量。结合三段函数组成了一种新的抗差因子函数,并给出抗差UKF算法公式。该算法计算过程无需迭代,实现一步抗差,适合实时滤波估计。计算结果表明,该抗差因子... 在UKF滤波中,针对观测信息存在粗差的问题,基于预测残差构建了预测残差判别统计量。结合三段函数组成了一种新的抗差因子函数,并给出抗差UKF算法公式。该算法计算过程无需迭代,实现一步抗差,适合实时滤波估计。计算结果表明,该抗差因子函数不仅能够有效地控制含粗差观测值对滤波结果的影响,得到可靠的滤波解,而且可以提高滤波精度。 展开更多

关键词 非线性滤波 无迹卡尔曼滤波 抗差无迹卡尔曼滤波 抗差因子 预测残差判别统计量

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一种基于UWB/INS自适应抗差卡尔曼滤波算法

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作者 侯华 代超娜 +1 位作者 李峻辉 郭宏洋 《计算机仿真》 北大核心 2023年第12期496-501,共6页

针对矿井环境下UWB定位精度受多径干扰和非视距误差影响的问题,提出了一种基于UWB/INS自适应抗差卡尔曼滤波算法。算法通过调节状态协方差矩阵的预测残差来建立统计参量,结合调节观测噪声协方差矩阵的抗差因子,自适应调整预测值和观测... 针对矿井环境下UWB定位精度受多径干扰和非视距误差影响的问题,提出了一种基于UWB/INS自适应抗差卡尔曼滤波算法。算法通过调节状态协方差矩阵的预测残差来建立统计参量,结合调节观测噪声协方差矩阵的抗差因子,自适应调整预测值和观测值所占的权重。实验结果表明,与UWB定位算法相比,所提算法最大定位误差减小了2.14m,最小定位误差减小了0.08m,平均定位误差减小了1.1m;与UWB/INS自适应卡尔曼滤波算法相比,所提算法最大定位误差减小了0.98m,最小定位误差减小了0.02m,平均定位误差减小了0.5m。 展开更多

关键词 自适应滤波 抗差因子 预测残差

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改进双因子抗差贝叶斯估计在区域配网状态估计中的性能分析 被引量：5

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作者 徐艳春 刘晓明 +1 位作者 席磊 MI Lu 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第14期4879-4890,共12页

考虑分布式电源随机接入区域配电网络,以及高精度量测配置等约束带来的配电网状态估计困难,该文基于贝叶斯理论进行研究,并在考虑分布式电源接入和量测设备间的不确定度的情况下,提出一种双因子抗差贝叶斯估计方法,从理论上分析不同分... 考虑分布式电源随机接入区域配电网络,以及高精度量测配置等约束带来的配电网状态估计困难,该文基于贝叶斯理论进行研究,并在考虑分布式电源接入和量测设备间的不确定度的情况下,提出一种双因子抗差贝叶斯估计方法,从理论上分析不同分布式电源接入以及量测配置对配电网状态估计产生的影响。同时,通过在IEEE-33、改进的10kV配电网算例,验证所提算法收敛速度较快、估计精度较为理想,证明所提方法的有效性和实用性,为高渗透率风光储能发电设备接入配电网提供了理论参考和运行状态监测的适用方法。 展开更多

关键词 随机性接入 不确定度 双因子抗差贝叶斯估计 高渗透率

原文传递

双因子抗差贝叶斯估计及其在GIS数据采集质量控制中的应用

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作者 张菊清 《测绘工程》 CSCD 2006年第6期20-23,共4页

在对GIS扫描数字化过程中,所采集的数据里经常含有系统误差和异常误差。在纠正这些误差的过程中,应同时考虑控制点坐标和数字化坐标的先验协因数。文中以数字化的系统误差拟合模型为例,提出双因子抗差贝叶斯估计误差拟合方法,并分别就... 在对GIS扫描数字化过程中,所采集的数据里经常含有系统误差和异常误差。在纠正这些误差的过程中,应同时考虑控制点坐标和数字化坐标的先验协因数。文中以数字化的系统误差拟合模型为例,提出双因子抗差贝叶斯估计误差拟合方法,并分别就控制点含有粗差、数字化点含有粗差和两者均含有粗差3种情况建立相应的模型,实例验证了其抗差效果。 展开更多

关键词 数字化 粗差 系统误差 双因子抗差估计

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基于新息正交原理的抗差UKF及其在INS/GPS组合导航中的应用 被引量：4

6

作者 冯鹏程 胡高歌 高社生 《测控技术》 CSCD 2015年第10期92-95,99,共5页

为提高标准UKF对异常的量测噪声统计的鲁棒性,提出了一种基于新息正交原理的抗差UKF算法。该算法根据新息序列的正交性确定最优的抗差因子,而后通过对新息协方差阵引入抗差因子在线调整滤波增益,进而抑制异常量测对滤波解的影响。将提... 为提高标准UKF对异常的量测噪声统计的鲁棒性,提出了一种基于新息正交原理的抗差UKF算法。该算法根据新息序列的正交性确定最优的抗差因子,而后通过对新息协方差阵引入抗差因子在线调整滤波增益,进而抑制异常量测对滤波解的影响。将提出的算法应用于INS/GPS组合导航系统进行仿真验证,并与标准UKF和现有的抗差UKF进行比较,结果表明,当量测噪声统计不准确时,提出的基于新息正交原理的抗差UKF滤波性能明显优于上述两种算法,提高了组合导航系统的定位精度。 展开更多

关键词 INS/GPS组合导航 UKF 抗差因子 新息正交原理

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基于SVD的抗差UKF算法在短时交通流状态估计中的应用 被引量：3

7

作者 许伦辉 王祥雪 《华南理工大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第12期44-52,共9页

针对城市区域快速路网,以实现交通流运行状态实时估计为目标,建立宏观交通流状态空间模型,在实现交通流状态估计的同时,更新交通流模型参数,提高交通流模型的适应性和准确性.然后提出了基于奇异值分解(SVD)的优化抗差无损卡尔曼滤波(UKF... 针对城市区域快速路网,以实现交通流运行状态实时估计为目标,建立宏观交通流状态空间模型,在实现交通流状态估计的同时,更新交通流模型参数,提高交通流模型的适应性和准确性.然后提出了基于奇异值分解(SVD)的优化抗差无损卡尔曼滤波(UKF)算法,用奇异值分解代替标准UKF的Cholesky分解,解决了协方差矩阵非正定时滤波计算不能持续的问题,同时,该算法根据观测协方差矩阵是否病态选择抗差因子,对增益矩阵和观测协方差矩阵进行自适应计算,进而抑制由于模型较高的非线性带来的误差.通过实验证明,文中所提算法避免了扩展卡尔曼滤波(EKF)算法的滤波发散问题,能准确跟踪交通流的变化趋势,提高交通流状态估计的稳定性和精度. 展开更多

关键词 交通流状态空间模型 UKF算法 奇异值分解 抗差因子

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非线性模型抗差最小二乘估计及其应用 被引量：3

8

作者 佘光辉 刘恩斌 +1 位作者 叶金盛 林寿明 《南京林业大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2005年第3期9-13,共5页

以经典最小二乘法为基础,详细阐述了抗差因子的选取。从抵抗粗差的角度出发,抗差最小二乘法可提高非线性模型在有粗差干扰条件下参数估计的精度。以广东森林资源调查的样本资料,对提出的方法进行了检验与应用,结果表明提出的方法具有明... 以经典最小二乘法为基础,详细阐述了抗差因子的选取。从抵抗粗差的角度出发,抗差最小二乘法可提高非线性模型在有粗差干扰条件下参数估计的精度。以广东森林资源调查的样本资料,对提出的方法进行了检验与应用,结果表明提出的方法具有明显的抗粗差性。 展开更多

关键词 粗差 抗差最小二乘 抗差因子

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改进自适应抗差容积卡尔曼滤波多源室内定位 被引量：3

9

作者 李鹏 荣冬成 +2 位作者 向宇翔 凌智琛 夏珺 《导航定位与授时》 CSCD 2022年第3期107-113,共7页

针对容积卡尔曼滤波在多源融合定位中存在跟踪能力不强和自适应能力差的问题,在传统容积卡尔曼滤波的基础上,提出了改进自适应抗差容积卡尔曼滤波算法。建立了基于新息的自适应判决准则与修正方法,使得滤波算法能够及时跟踪目标真实状态... 针对容积卡尔曼滤波在多源融合定位中存在跟踪能力不强和自适应能力差的问题,在传统容积卡尔曼滤波的基础上,提出了改进自适应抗差容积卡尔曼滤波算法。建立了基于新息的自适应判决准则与修正方法,使得滤波算法能够及时跟踪目标真实状态;引入抗差因子调节观测协方差矩阵,以减小观测值异常问题对滤波精度的影响;采用奇异值分解代替容积卡尔曼中的Cholesky分解,提高数值计算的稳定性。超宽带/惯性导航联合定位实验结果表明,与扩展卡尔曼滤波和容积卡尔曼滤波相比,改进的自适应抗差容积卡尔曼滤波定位精度更高,数值稳定性更好,增强了定位系统在粗差干扰下的鲁棒性。 展开更多

关键词 容积卡尔曼滤波 奇异值分解 自适应修正 抗差因子 室内定位

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改进的抗差UKF在AUV水下声学导航中的应用 被引量：1

10

作者 王君婷 王振杰 《导航定位学报》 CSCD 2018年第2期103-110,共8页

针对基于M估计的抗差UKF算法在依据预报残差进行粗差探测时容易存在偏差的问题,提出一种改进的抗差UKF方法:改变了粗差的探测条件;结合2段函数模型和测量噪声比例因子构造抗差因子函数,减小存在观测粗差的滤波增益,从而降低观测粗差对... 针对基于M估计的抗差UKF算法在依据预报残差进行粗差探测时容易存在偏差的问题,提出一种改进的抗差UKF方法:改变了粗差的探测条件;结合2段函数模型和测量噪声比例因子构造抗差因子函数,减小存在观测粗差的滤波增益,从而降低观测粗差对滤波结果的影响。实验结果表明:改进的抗差UKF算法能够更好地控制观测值中粗差对滤波结果的影响,通过构造抗差因子函数能有效提高滤波结果的精度和稳定性。 展开更多

关键词 AUV声学导航 无迹卡尔曼滤波 抗差无迹卡尔曼滤波 测量噪声比例因子 抗差因子

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一种改进的自适应抗差卡尔曼滤波算法在组合导航中的应用 被引量：2

11

作者 文海平 高雅萍 秦岩宾 《测绘》 2022年第1期31-34,共4页

GNSS/INS组合导航是确定载体位置、速度常用方法,多采用标准卡尔曼滤波算法作为数据融合算法,然而在系统状态模型不准确或观测值存在异常粗差的情况下,标准卡尔曼滤波会产生发散现象,导致滤波结果次优。本文采用了一种基于新息检测的改... GNSS/INS组合导航是确定载体位置、速度常用方法,多采用标准卡尔曼滤波算法作为数据融合算法,然而在系统状态模型不准确或观测值存在异常粗差的情况下,标准卡尔曼滤波会产生发散现象,导致滤波结果次优。本文采用了一种基于新息检测的改进自适应抗差卡尔曼滤波算法,该算法通过新息序列构造出卡方检验统计量和预测误差判别统计量,识别观测粗差和系统状态模型误差,进而引进抗差因子和自适应因子对标准卡尔曼滤波方程中的观测噪声协方差矩阵和状态预测协方差矩阵做出适当的调整,平衡滤波估计值对GNSS观测值和状态预测值的信任,提高组合导航的导航精度。仿真实验结果表明:改进的自适应抗差卡尔曼滤波算法能够有效地抵挡系统状态模型误差和观测粗差对滤波估计值的不良影响。 展开更多

关键词 组合导航 自适应抗差卡尔曼滤波 抗差因子 自适应因子

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基于SCADA和PMU量测的配电网混合状态估计方法 被引量：3

12

作者 陈瑛 雍成思 《安徽电气工程职业技术学院学报》 2023年第1期16-23,共8页

随着新能源大量接入,配电网的量测设备逐渐增多且数据来源不一,导致配电网状态估计的不确定性变高。文章针对配电网实时量测冗余度低且可能存在不良数据的特点,建立基于抗差权因子函数的IGGIII估计模型,并采用归一化残差和自适应抗差阈... 随着新能源大量接入,配电网的量测设备逐渐增多且数据来源不一,导致配电网状态估计的不确定性变高。文章针对配电网实时量测冗余度低且可能存在不良数据的特点,建立基于抗差权因子函数的IGGIII估计模型,并采用归一化残差和自适应抗差阈值,在估计过程中辨识与剔除不良数据,为配电网数据库提供更加精确、可信的数据。同时,针对传统量测数据精度较低、刷新频率不高的情况,结合同步相量测量数据采用混合状态估计方法,根据量测数据的采样时刻,混合状态估计方法在抗差状态估计与线性状态估计之间来回切换,有效保证同步相量量测数据的实时性能,并对状态估计结果进行及时修正与刷新,以达到实时追踪系统状态变化的目的。 展开更多

关键词 状态估计 抗差权因子 混合状态估计

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一种改进的无迹Kalman滤波在SINS/GPS组合导航中的应用 被引量：2

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作者 陈国通 范圆圆 刘琪 《宇航总体技术》 2019年第1期23-28,共6页

传统的无迹Kalman滤波根据估计量测方程和量测量的协方差矩阵来确定最佳增益,但在导航过程中会因为外界因素的干扰,无法得到准确的量测信息算法,使增益有所偏差,导致最后的滤波精度降低。基于此,提出了一种改进的无迹Kalman滤波。首先... 传统的无迹Kalman滤波根据估计量测方程和量测量的协方差矩阵来确定最佳增益,但在导航过程中会因为外界因素的干扰,无法得到准确的量测信息算法,使增益有所偏差,导致最后的滤波精度降低。基于此,提出了一种改进的无迹Kalman滤波。首先根据新息,判断是否有异常的观测量,并通过引入抗差因子进行修正。通过仿真实验,比较扩展Kalman滤波、无迹Kalman滤波和改进的无迹Kalman滤波的误差特性,证明提出算法的有效性。 展开更多

关键词 无迹Kalman滤波 新息 抗差因子 量测信息

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