面向参数不精准系统的kalman滤波理论研究

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1、硕士学位论文题目:面向参数不精准系统的Kalman滤波理论研究研究生邵腾专业控制工程指导教师葛泉波教授完成日期2016年03月杭州电子科技大学硕士学位论文面向参数不精准系统的Kalman滤波理论研究研究生:邵腾指导教师:葛泉波教授2016年03月DissertationSubmittedtoHangzhouDianziUniversityfortheDegreeofMasterKalmanFilterTheoryoftheMismatchedSystemParametersCandidate:ShaoTengSupe

2、rvisor:Prof.GeQuanboMarch,2016抗州电子科技大学学位论文原创性声明和使用授权说明原创性声明，本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下独立进巧研究工作所取得的成果，。除文中已经注明引用的内容外本论文不含任何其倍个人或集体己经发表或撰写过的作品或成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均己在文中Ｗ明确方式标明。一申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担切相关责任。论文作者签名：曰期：进年口３月曰／各ｊｇ学位论文使用授权说明；研本人完

3、全了解杭州电子科技大学关于保留和使用学位论文的规定，即究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属抗州电子科技大学。本人保证毕业离校后，发表论文或使用论文工作成果时署名单位仍然为杭州电子科技大学，；。学校有权保留送交论文的复印件允许查阅和借阅论文学校可Ｗ公布论文、的全部或部分内容，可允许采用影印缩印或其它复制手段保存论文。（保密论文在解密后遵守此规定）论文作者签名：Ｉ日期：或八年口３月皆日ｆ修：年月＆指导教师签名日期＜＾厂杭州电子科技大学硕士学位论文摘要随着现代技术的快速发展，尤其是传

4、感器技术、计算机技术和各种智能信息处理技术等在众多民用和国防领域得到广泛应用。面对复杂的环境，使得对目标的跟踪的精度以及算法的有效性和合理性等要求不断提高。由于受到各种因素的影响，在处理实际系统模型时往往面临着参数不精准的情况，使得滤波估计结果与实际不匹配，导致假设下的性能评估不能精准刻画实际的估计性能。因此，研究参数不精准系统的Kalman滤波理论是很有必要的。由参数不精准导致的问题有1)线性系统中Kalman滤波估计性能评估的不精准，2）非线性系统的线性化及人为加入因子对估计性能评估的影响，3）非线性系统不精准时

5、滤波器设计及多传感器融合估计性能。针对上述问题，本文有针对性的开展如下研究工作：1)研究线性系统噪声方差不精准情况下的Kalman滤波估计性能。在工程实践中噪声方差特性并不能完全已知，那么，不精准的噪声方差必定会对滤波估计性能造成影响。因此，主要研究了在不同定义下的估计性能度量MSEs，并对它们进行排序及相对接近程度进行分析。最后，给出工程实践指导，为实际系统滤波估计性能评估提供帮助。2)研究非线性系统扩展强跟踪滤波的估计性能。由于扩展强跟踪滤波引入自适应渐消因子能够根据实时测量新息修正一步预测误差协方差，从而，对于

6、模型不精准及状态和参数突变的系统具有较强的跟踪能力。然而，引入的自适应渐消因子则会打破常规Kalman滤波的一些机理结论。因此，主要研究了ESTF与EKF在统计参数的比较；ESTF和EKF估计性能的不一致性研究；ESTF性能度量的不匹配性研究。结果表明，对于ESTF而言，改变或打破了Kalman滤波的一些基本特性。最后，通过智能小车目标跟踪系统平台验证了研究内容的有效性。3)研究一种新的容积Kalman滤波算法及其融合方法分析。为了提高估计精度和具有较好的稳定性，结合容积信息滤波、五阶容积规则、迭代方法以及集合策略，

7、提出五阶集合迭代容积信息滤波(EnFICIF)算法。基于EnFICIF研究四种多传感器融合方法的估计性能的等价性和测量更新的可交换性。最后，通过仿真实验验证了结论的正确性。关键词：性能分析，不精准噪声，卡尔曼滤波，均方误差，目标跟踪，非线性系统，多传感器融合I杭州电子科技大学硕士学位论文ABSTRACTWiththerapiddevelopmentofmoderntechnology,especiallythesensortechnology,computertechnologyandintelligentinfor

8、mationprocessingtechnologyarewidelyusedinmanycivilanddefensefields.Facedwithacomplexenvironment,itputforwardshigherrequirementstotragetlocation,trackingaccuracyandalgorithmp