跟踪滤波实现了功能:①平滑了测量数据,改善了对当前时刻k的状态估计,这一步可以叫“更新”。②根据当前的状态估计对下一刻k+1时刻进行状态估计,为下一次测量做准备,这一步称之为“预测”。当前雷达跟踪领域常用的滤波器有alpha-beta滤波器、alpha-beta-gamma滤波器、卡尔曼滤波器(Kalman filtering,KF)、扩展卡尔曼滤波器(Extended Kalman filter,EKF)、无迹卡尔曼滤波器(Untraced Kalman filter,UKF)和粒子滤波器(Particle filter,PF)等等其他新型滤波器。 在目标跟踪中,由于误差的存在,需要合适的滤波技术进行抑制,同时使用扩展卡尔曼滤波和无迹卡尔曼滤波,解决模型的非线性问题。进一步,将粒子滤波应用于非线性非高斯模型下,通过仿真验证了无迹卡尔曼滤波和粒子滤波具有更优良的跟踪性能。 粒子滤波部分有待改进,期待指正!
2025-09-15 19:47:26 733KB 目标跟踪
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目标跟踪技术在计算机视觉和信号处理领域中占据着重要的地位,其中滤波算法是实现目标跟踪的核心技术之一。卡尔曼滤波(Kalman Filter, KF)、扩展卡尔曼滤波(Extended Kalman Filter, EKF)、无迹卡尔曼滤波(Unscented Kalman Filter, UKF)和粒子滤波(Particle Filter, PF)是四种常见的滤波算法,它们各有特点,适用于不同的场景和需求。 卡尔曼滤波是一种高效的递归滤波器,它能够在带噪声的线性系统中估计线性动态系统的状态。卡尔曼滤波器适用于系统模型和观测模型都是线性的情况,通过预测和更新两个阶段交替进行,实现实时的状态估计。由于其计算效率高,卡尔曼滤波在目标跟踪领域有着广泛的应用,尤其是在目标跟踪初期。 扩展卡尔曼滤波是对卡尔曼滤波的一种扩展,用于处理非线性系统的状态估计问题。在实际应用中,许多系统可以近似为非线性系统,EKF通过一阶泰勒展开将非线性函数局部线性化,然后应用标准卡尔曼滤波算法。虽然EKF在非线性系统中能够提供有效的状态估计,但其线性化的误差有时会导致滤波性能下降,尤其是在系统高度非线性时。 无迹卡尔曼滤波是另一种处理非线性系统的滤波方法。UKF采用无迹变换来捕捉非线性状态分布的统计特性,通过选择一组Sigma点来近似非线性函数的分布,避免了EKF中的线性化误差。UKF不需要计算复杂的雅可比矩阵,因此在某些情况下比EKF有着更好的性能,特别是在状态变量维数较高时。 粒子滤波又称为蒙特卡罗滤波,是一种基于贝叶斯估计的序列蒙特卡罗方法,通过一组带有权重的随机样本(粒子)来近似后验概率分布。粒子滤波特别适用于处理非线性、非高斯噪声系统的状态估计问题,理论上可以逼近任意精度的后验概率密度函数。然而,粒子滤波的计算量通常较大,尤其是在粒子数目较多时。 在实际应用中,选择哪一种滤波算法主要取决于目标跟踪系统的具体要求,包括系统模型的线性度、噪声特性、计算资源和实时性要求等因素。因此,对于卡尔曼滤波、扩展卡尔曼滤波、无迹卡尔曼滤波和粒子滤波的效果对比研究,可以帮助工程师和研究人员更好地理解每种算法的优缺点,从而在实际项目中做出更加合理的选择。 Angle_Convert.m、PF.m、UKF.m、Data_Generate.m、EKF.m、Figure.m、KF.m、main.m、Parameter_Set.m和RMS.m这些文件名称暗示了文件中可能包含了实现目标跟踪算法的源代码,以及用于生成仿真数据、设置参数、计算均方根误差(RMS)等模块。这些文件对于深入研究目标跟踪算法的实现细节,以及在不同算法间进行性能对比提供了实验基础。
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永磁同步电机(PMSM)无感FOC控制技术,重点讨论了扩展卡尔曼滤波器(EKF)作为观测器的关键作用。文中首先简述了PMSM在现代工业中的广泛应用背景,随后深入剖析了EKF观测器的设计原理及其在无感启动中的应用。此外,还探讨了无感FOC控制策略的具体实施方法,包括转矩控制和磁场控制策略,确保电机在各种工况下保持高效稳定运行。最后,强调了代码的移植性,指出该代码可以在多种国产MCU平台上顺利运行,进一步提升了其实用价值。 适合人群:从事电机控制系统设计的研究人员和技术工程师,特别是关注高效能驱动系统开发的专业人士。 使用场景及目标:适用于需要深入了解PMSM无感FOC控制机制的研发项目,旨在提高电机系统的性能、效率和可靠性。同时,对于希望将现有技术快速迁移到新硬件平台的开发者也非常有帮助。 其他说明:本文不仅提供了理论分析,还有具体的代码实现案例,有助于读者更好地理解和掌握相关技术要点。
2025-09-04 14:37:32 524KB
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matlab图像处理 基于扩展卡尔曼滤波(Extended Kalman Filter,EKF)的姿态估计算法用于估计飞行器或其他物体的姿态(即旋转状态),通常在惯性测量单元(IMU)和其他传感器的数据基础上进行。以下是该算法的基本原理: 1. 系统动力学建模 首先,需要建立姿态估计的动态系统模型。通常使用旋转矩阵或四元数来描述姿态,然后根据物体的运动方程(通常是刚体运动方程)建立状态转移方程。这个过程可以将物体的旋转运动与传感器测量值联系起来。 2. 测量模型 在 EKF 中,需要建立测量模型,将系统状态(姿态)与传感器测量值联系起来。通常,使用惯性测量单元(IMU)来获取加速度计和陀螺仪的测量值。这些测量值可以通过姿态估计的动态模型与姿态进行关联。 3. 状态预测 在每个时间步,通过状态转移方程对系统的状态进行预测。这一步通过使用先前的姿态估计值和系统动力学模型来预测下一个时间步的姿态。 4. 测量更新 在收到新的传感器测量值后,使用测量模型将预测的状态与实际测量值进行比较,并根据测量残差来更新状态估计。这一步通过卡尔曼增益来融合预测值和测量值,以更新系统的状态估计值。
2025-08-01 22:16:43 320KB matlab 图像处理
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基于双卡尔曼滤波DEKF的SOC动态估计:联合EKF与扩展卡尔曼滤波实现精准估计,基于双卡尔曼滤波DEKF的SOC估计与EKF+EKF联合估计方法研究:动态工况下的准确性与仿真验证,基于双卡尔曼滤波DEKF的SOC估计 具体思路:采用第一个卡尔曼ekf来估计电池参数,并将辨识结果导入到扩展卡尔曼滤波EKF算法中,实现EKF+EKF的联合估计,基于动态工况 能保证运行,simulink模型和仿真结果可见展示图片,估计效果能完全跟随soc的变化 内容:纯simulink模型,非代码搭建的 ,基于双卡尔曼滤波DEKF的SOC估计; EKF+EKF联合估计; 动态工况; Simulink模型; 估计效果跟随SOC变化。,基于双卡尔曼滤波DEKF的SOC动态估计模型
2025-07-27 20:38:04 1.31MB safari
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Simulink环境下基于EKF扩展卡尔曼滤波算法的电池SOC高精度估算模型,Simulink环境下基于EKF扩展卡尔曼滤波算法的高精度电池SOC估算,含电池模型、容量校正、温度补偿与电流效率仿真分析,EKF扩展卡尔曼滤波算法做电池SOC估计,在Simulink环境下对电池进行建模,包括: 1.电池模型 2.电池容量校正与温度补偿 3.电流效率 采用m脚本编写EKF扩展卡尔曼滤波算法,在Simulink模型运行时调用m脚本计算SOC,通过仿真结果可以看出,估算的精度很高,最大误差小于0.4% ,电池SOC估计;EKF扩展卡尔曼滤波算法;Simulink环境建模;电池模型;电池容量校正与温度补偿;电流效率;m脚本编写;仿真结果精度,EKF滤波算法:电池SOC精确估计的Simulink模型与m脚本实现
2025-07-13 23:42:25 3.07MB 哈希算法
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基于二阶卡尔曼滤波算法的锂电池SOC精准估计研究——赵佳美模型复现及仿真验证,二阶EKF锂电池SOC估计技术的研究与复现——基于建模与仿真的优化策略,基于二阶EKF的锂电池SOC估计研究--赵佳美---lunwen复现。 参考了基于二阶EKF的锂离子电池soc估计的建模与仿真,构建了simulink仿真模型、一阶EKF和二阶EKF。 二阶卡尔曼滤波效果优异 ,基于二阶EKF的锂电池SOC估计; 一阶EKF与二阶EKF; Simulink仿真模型; 锂离子电池SOC估计建模与仿真; 二阶卡尔曼滤波效果。,二阶卡尔曼滤波在锂离子电池SOC估计中的应用研究
2025-07-07 14:47:37 327KB 哈希算法
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内容概要:本文详细介绍了使用MATLAB进行多水下航行器(AUV)协同定位的仿真研究。首先构建了一个简化的双AUV场景,其中一个作为Leader配备高精度惯性导航系统,另一个作为Follower仅有低成本传感器。通过引入扩展卡尔曼滤波(EKF),实现了基于相对距离测量的状态估计优化。文中展示了具体的MATLAB代码实现,包括系统参数初始化、运动模型建立、相对位置测量以及EKF更新步骤。实验结果表明,经过多次协同观测后,Follower的位置误差显著减少。此外,还讨论了实际应用中可能遇到的问题如通信延迟、数据丢失等,并提出了相应的解决方案。最后展望了未来的研究方向,如加入更多AUV形成观测闭环、改进通信协议等。 适合人群:从事水下机器人研究的技术人员、高校相关专业师生、对水下导航感兴趣的科研工作者。 使用场景及目标:适用于希望深入了解水下机器人协同定位原理和技术实现的研究人员;旨在帮助读者掌握EKF在水下定位中的应用,提高多AUV系统的定位精度。 其他说明:文中提供了完整的MATLAB代码片段,便于读者动手实践;强调了理论与实践相结合的学习方式,鼓励读者尝试不同的参数配置以探索最佳性能。
2025-05-27 09:44:44 1.06MB MATLAB 传感器融合
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内容概要:本文介绍了利用遗忘因子递推最小二乘(FFRLS)和扩展卡尔曼滤波(EKF)进行锂电池荷电状态(SOC)联合估计的方法。首先,FFRLS用于在线辨识电池模型参数,如极化电阻和电容,通过引入遗忘因子使旧数据权重逐渐衰减,从而提高参数辨识的准确性。接着,EKF用于处理SOC的非线性估计,结合辨识得到的参数,通过状态预测和更新步骤实现精确的SOC估计。文中详细解释了算法的具体实现步骤,包括矩阵运算、雅可比矩阵计算以及参数初始化等问题。此外,还讨论了低温环境下算法的表现优化措施,如动态调整遗忘因子和加入参数变化率约束。 适合人群:从事电池管理系统研究和开发的技术人员,尤其是对锂电池SOC估计感兴趣的工程师和研究人员。 使用场景及目标:适用于需要精确估计锂电池SOC的应用场景,如电动汽车、储能系统等。主要目标是提高SOC估计的精度,减少误差,特别是在极端温度条件下。 其他说明:文中提供了详细的代码实现和参考文献,帮助读者更好地理解和应用该算法。建议读者结合实际数据进行调试和验证,确保算法的有效性和稳定性。
2025-05-17 13:37:38 1.22MB
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内容概要:本文详细介绍了如何在Matlab Simulink中构建锂电池的2-RC等效电路模型,并利用扩展卡尔曼滤波(EKF)进行SOC(State of Charge)估算。首先,文章展示了如何使用Simulink中的电气元件搭建2-RC模型的基本结构,包括电压源、电阻和电容的连接方式。接着,深入探讨了模型参数的设定与辨识,特别是OCV(SOC)曲线的拟合及其在EKF中的应用。此外,文章还讨论了仿真过程中可能出现的问题及解决方案,如代数环问题、参数优化以及温度对模型参数的影响。最后,通过脉冲放电实验验证了模型的有效性和准确性。 适合人群:从事电池管理系统(BMS)开发的技术人员,尤其是对锂电池SOC估算感兴趣的科研人员和工程师。 使用场景及目标:适用于需要精确估算锂电池剩余电量的应用场合,如电动汽车、便携式电子设备等。目标是提高SOC估算的精度,确保系统的可靠运行。 其他说明:文中提供了详细的代码片段和参数设置指南,帮助读者更好地理解和复现模型。同时,强调了实际应用中需要注意的细节,如温度补偿和参数优化,以提升模型的鲁棒性和实用性。
2025-04-20 19:12:07 179KB Matlab Simulink EKF 参数辨识
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