基于多项式卡尔曼滤波器的车辆定位试验

• 作者: 赵汝准 赵汝祺 赵祚喜
• 来源期刊: 农业工程学报
• 学科: 农学
• 关键词: 车辆 定位 多项式 算法 拟合 卡尔曼滤波器 多传感器融合
• 年，卷（期）: 2012,（18）
• 所属期刊栏目: 农业装备工程与机械化
• 页码范围: 49-56
• 页数: 8页
• 分类号: S220.1
• 字数: 5853字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1002-6819.2012.18.008

摘要

为了研究多项式卡尔曼滤波器在车辆定位中的应用特性,分析阶数对多项式卡尔曼滤波器估算精度的影响以及评估多项式卡尔曼滤波器的工作性能,该文通过多项式拟合对非线性系统建模,构建多项式卡尔曼滤波器并进行车辆多传感器融合定位试验验证.首先分析了多项式的阶数对多项式卡尔曼滤波器的影响和多项式卡尔曼滤波器的工作性能评价方法；其次,在车辆定位常用的里程计航位推算公式的基础上分别使用0阶、1阶和2阶多项式对车辆纵向速度和航向角进行拟合,建立0阶、1阶和2阶多项式卡尔曼滤波器.在Pioneer 3-AT移动机器人平台上进行试验,多项式卡尔曼滤波器融合信息来源于里程计和AHRS传感器,RTK-GPS测量轨迹作为参考轨迹；同时将卡尔曼滤波理论误差和实际误差进行对比分析,验证了多项式卡尔曼滤波器的工作性能.试验结果显示,所建立的多项式卡尔曼滤波器的实际误差均在超过68％的滤波时间里处于理论误差范围内,验证了滤波器的工作性能正常.0阶多项式卡尔曼滤波器定位精度在X、Y轴方向上分别比里程计航位推算法提高63％和77％；1阶的定位精度优于0阶,2阶的定位精度优于0阶但劣于1阶,说明更高阶的多项式对里程计航位推算公式的车辆纵向速度和航向角拟合,对提高定位精度并无重要作用.该文研究对构建多项式卡尔曼滤波器,评估多项式卡尔曼滤波器的工作性能,以及多项式卡尔曼滤波器在车辆定位的实践应用提供参考.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	赵祚喜	华南农业大学南方农业机械与装备关键技术教育部重点实验室	67	1164	17.0	32.0
2	赵汝祺	华南农业大学南方农业机械与装备关键技术教育部重点实验室	5	46	3.0	5.0
6	赵汝准	华南农业大学南方农业机械与装备关键技术教育部重点实验室	3	33	3.0	3.0