Kalman滤波器

摘要： 介绍了一种利用高精度时间测量技术、Kalman滤波算法以及PID反馈控制原理,研制的一种简易恒温晶体振荡器(OCXO)驯服模块.该模块在不使用FPGA和复杂算法的前提下,可以将10-7量级的OCXO驯服到10-10级别,适用于初涉时频计量领域的研究人员进行装置研制和成果转化.课题组已经将该模块应用于机场送站车辆计时系统的校准中,鉴于其体积较小,也可应用于时间检定仪、时间合成器等允许外部频标输入的标准器中,以进一步提高设备的时频指标.

摘要： 介绍了一种利用高精度时间测量技术、Kalman滤波算法以及PID反馈控制原理,研制的一种简易恒温晶体振荡器(OCXO)驯服模块。该模块在不使用FPGA和复杂算法的前提下,可以将10^(-7)量级的OCXO驯服到10^(-10)级别,适用于初涉时频计量领域的研究人员进行装置研制和成果转化。课题组已经将该模块应用于机场送站车辆计时系统的校准中,鉴于其体积较小,也可应用于时间检定仪、时间合成器等允许外部频标输入的标准器中,以进一步提高设备的时频指标。

摘要： 智能视频内容分析系统已经在许多领域得到了广泛的应用,已经成为智能化处理的一个热点.该系统的主要任务是对于一段给定的视频,检测出其中的运动物体,再从众多的运动物体中识别出满足特定要求的物体,最后完成对识别出的运动物体的跟踪.针对背景减去法和帧差法的缺点,采用背景减去法与帧差法相结合的方法进行目标检测;采用基于kalman滤波器的Camshift跟踪算法进行跟踪.该系统有效地提高了跟踪的准确度和运行速度,真正实现视频监控的智能化.

摘要： 对于机载捷联惯性卫星组合导航系统而言,当载机处于大动态或者其他卫星信号不连续情况时,卫星提供的速度、位置等量测信息可能会出现跳变,进而影响组合导航精度.介绍了惯性导航、卫星导航及其组合导航系统的基本原理和优缺点,分析了卫星量测不可避免出现跳点时组合导航系统Kalman滤波器的估计效果,对基于惯性辅助的卫星信息容错技术进行研究,提出了一种新的卫星信号野值剔除与滤波改进方法.新方法既保证了量测向量原有的统计特性,同时将野值带来的影响去除.半实物仿真分析结果表明,滤波器的估计稳定性得到明显提升,组合导航系统的速度和位置精度分别提升了约30％和35％.

摘要： 利用测量系统采用单一传感器对测量系统获取观测数据,通过经典卡尔曼滤波算法对观测数据进行估计。在对复杂多变的环境中利用多种传感器所测量的数据进行融合分析,针对不同结果的观测数据,建立数学模型,用方差大小来衡量每个传感器的精度性,对获取到不同的观测数据进行观测融合,采用集中式融合和分布式融合方法,分布式融合运用矩阵分析把高维观测向量通过加权最下二乘法得到低维观测向量,采用分布式融合既降低了计算复杂度,又增加了系统测量估计的精度。利用仿真模拟出不同参数系统,验证了多传感器融合比单一传感器估计精度高。

摘要： 为抑制由航天器速度引起的脉冲星信号多普勒效应,提出了基于直接/间接混合测速的X射线复合脉冲星导航方法。直接测速方法根据脉冲星畸变轮廓直接提供速度信息,提出了一种面向直接测速测距的畸变轮廓匹配估计方法。直接测速精度高,但仅适用于高流量脉冲星,即Crab脉冲星。间接测速方法通过建立速度与脉冲星到达时间之间的关系模型,由卡尔曼滤波器间接提供速度信息。低流量脉冲星畸变轮廓信噪比低,无法体现脉冲星畸变这一微弱特征。因此,间接测速方法适用于低流量脉冲星。在此基础上,利用直接测速与间接测速方法轮流对滤波器更新,卡尔曼滤波器提供高精度导航信息。仿真结果表明,与间接测速脉冲星导航相比,基于直接/间接混合测速的X射线脉冲星导航方法的精度提高了15%。

摘要： 卫星导航系统中原子钟的频率跳变直接影响着导航、定位、授时的精度,因此,有必要研究具有实时性、准确性的频率跳变检测方法.首先,通过仿真分析比较基于Kalman滤波器的频率跳变检测方法和基于最小二乘拟合频率跳变检测方法的优缺点,然后结合卫星导航系统中频率跳变检测实时性、准确性的要求,分析、讨论两类检测算法的适用性和可行性.其仿真分析结果表示,单次测量误差信号的差分法可以有效地降低频率跳变检测过程中的误警率,同时提高检测能力;基于Kalman滤波器的频率跳变检测方法能够实时、精确地检测频率跳变,而基于最小二乘拟合的频率跳变检测方法的检测精度很大程度依赖于多项式模型拟合的精度,多项式模型拟合的精度是频率测量值样本数的函数,频率测量值样本越大,多项式拟合模型的精度越高,同时基于最小二乘拟合的频率跳变检测方法的检测能力与判据器的长度有关.因此,基于Kalman滤波器的频率跳变检测方法更适合导航卫星系统中原子钟频率跳变的快速、准确的检测.

摘要： 直接扩频通信系统中载波同步环节的相关解调对于系统性能具有极大的影响作用.以往的系统中经常可能出现载波同步准确率低的情况.对于直接扩频通信系统载波同步环节,通过Simulink仿真进行研究改进,在信号进入载波同步环节后进行Kalman线性滤波,尽可能地去除噪声部分影响.通过搭建科斯塔斯环进行相关载波的提取,最终观察系统仿真误码率,发现改进后的系统误码率更低,具有更好的通信传输性能.

摘要： 传统闯入报警系统易受阴影抖动等背景噪声干扰,难以准确检测到视频图像中的运动目标区域,抗干扰能力较差.本文设计了一种基于Kalman滤波器与光流法的闯入监控算法.利用Kalman滤波器滤除视频图像中变化较为缓慢的背景区域,消除背景光照变化等原因引起的噪声干扰,对光流法检测到的运动目标区域进行校正,得到较为精确的运动目标区域,再进一步判断监控区域是否遭受入侵.最后搭建智能闯入报警系统,验证本文所提出的闯入监控算法的可行性.

摘要： 传统闯入报警系统易受阴影抖动等背景噪声干扰,难以准确检测到视频图像中的运动目标区域,抗干扰能力较差.本文设计了一种基于Kalman滤波器与光流法的闯入监控算法.利用Kalman滤波器滤除视频图像中变化较为缓慢的背景区域,消除背景光照变化等原因引起的噪声干扰,对光流法检测到的运动目标区域进行校正,得到较为精确的运动目标区域,再进一步判断监控区域是否遭受入侵.最后搭建智能闯入报警系统,验证本文所提出的闯入监控算法的可行性.

摘要： 传统闯入报警系统易受阴影抖动等背景噪声干扰,难以准确检测到视频图像中的运动目标区域,抗干扰能力较差.本文设计了一种基于Kalman滤波器与光流法的闯入监控算法.利用Kalman滤波器滤除视频图像中变化较为缓慢的背景区域,消除背景光照变化等原因引起的噪声干扰,对光流法检测到的运动目标区域进行校正,得到较为精确的运动目标区域,再进一步判断监控区域是否遭受入侵.最后搭建智能闯入报警系统,验证本文所提出的闯入监控算法的可行性.

摘要： 传统闯入报警系统易受阴影抖动等背景噪声干扰,难以准确检测到视频图像中的运动目标区域,抗干扰能力较差.本文设计了一种基于Kalman滤波器与光流法的闯入监控算法.利用Kalman滤波器滤除视频图像中变化较为缓慢的背景区域,消除背景光照变化等原因引起的噪声干扰,对光流法检测到的运动目标区域进行校正,得到较为精确的运动目标区域,再进一步判断监控区域是否遭受入侵.最后搭建智能闯入报警系统,验证本文所提出的闯入监控算法的可行性.

摘要： TLD是近期兴起的一种有效的视觉目标跟踪算法,该算法包含了跟踪、学习和检测三部分,其中检测部分需要对每帧图像进行全局扫描以确定该帧中所跟踪目标的所有可能位置,耗费了大量的计算资源,影响了跟踪算法的速度. 针对该缺点,本文采用了Kalman滤波器对当前帧的目标区域进行预测,将所预测的目标区域作为TLD的目标检测区域,以此减少了TLD算法中的检测范围,提高了TLD算法的速度.通过实验比较,与原始TLD算法相比,本文提出的改进后的TLD算法在跟踪精度上与原始TLD算法保持基本不变,而处理速度得到了明显的提高.

摘要： TLD是近期兴起的一种有效的视觉目标跟踪算法,该算法包含了跟踪、学习和检测三部分,其中检测部分需要对每帧图像进行全局扫描以确定该帧中所跟踪目标的所有可能位置,耗费了大量的计算资源,影响了跟踪算法的速度. 针对该缺点,本文采用了Kalman滤波器对当前帧的目标区域进行预测,将所预测的目标区域作为TLD的目标检测区域,以此减少了TLD算法中的检测范围,提高了TLD算法的速度.通过实验比较,与原始TLD算法相比,本文提出的改进后的TLD算法在跟踪精度上与原始TLD算法保持基本不变,而处理速度得到了明显的提高.

摘要： TLD是近期兴起的一种有效的视觉目标跟踪算法,该算法包含了跟踪、学习和检测三部分,其中检测部分需要对每帧图像进行全局扫描以确定该帧中所跟踪目标的所有可能位置,耗费了大量的计算资源,影响了跟踪算法的速度. 针对该缺点,本文采用了Kalman滤波器对当前帧的目标区域进行预测,将所预测的目标区域作为TLD的目标检测区域,以此减少了TLD算法中的检测范围,提高了TLD算法的速度.通过实验比较,与原始TLD算法相比,本文提出的改进后的TLD算法在跟踪精度上与原始TLD算法保持基本不变,而处理速度得到了明显的提高.

摘要： TLD是近期兴起的一种有效的视觉目标跟踪算法,该算法包含了跟踪、学习和检测三部分,其中检测部分需要对每帧图像进行全局扫描以确定该帧中所跟踪目标的所有可能位置,耗费了大量的计算资源,影响了跟踪算法的速度. 针对该缺点,本文采用了Kalman滤波器对当前帧的目标区域进行预测,将所预测的目标区域作为TLD的目标检测区域,以此减少了TLD算法中的检测范围,提高了TLD算法的速度.通过实验比较,与原始TLD算法相比,本文提出的改进后的TLD算法在跟踪精度上与原始TLD算法保持基本不变,而处理速度得到了明显的提高.

摘要： 在Kalman滤波的量测值中,经常出现连续、成片的野值,不仅严重地影响了其稳定性,而且造成滤波精度下降.针对这一问题,本文提出一种基于可调因子的新型抗野值Kalman滤波器方法.该方法以野值新息均值和均方差为输入变量,利用模糊控制器改变可调因子的大小,从而实现了新息的自动调整,即当新息较小时,对野值进行修正,而当新息较大时,剔除野值.仿真结果显示,该方法抗野值效果良好,提高了滤波精度.

摘要： 在Kalman滤波的量测值中,经常出现连续、成片的野值,不仅严重地影响了其稳定性,而且造成滤波精度下降.针对这一问题,本文提出一种基于可调因子的新型抗野值Kalman滤波器方法.该方法以野值新息均值和均方差为输入变量,利用模糊控制器改变可调因子的大小,从而实现了新息的自动调整,即当新息较小时,对野值进行修正,而当新息较大时,剔除野值.仿真结果显示,该方法抗野值效果良好,提高了滤波精度.

摘要： 一种反滤波方法，所述方法包括：基于输入信号产生第一滤波信号；以及将第一滤波信号与输入信号组合以得到剩余信号。所述产生步骤包括：产生第二滤波信号，所述产生是稳定的和具有因果关系的；按照预测系数放大第二滤波信号；基于第二滤波信号获得第一滤波信号；将与输入信号有关的第一信号存储在缓冲器中；以及从缓冲器中检索时延信号。还提出了一种合成滤波方法，一种反滤波器装置和一种合成滤波器装置。

摘要： 提供一种在保持了本来的基于厚度纵向振动的谐振特性的情况下选择性地仅减少横向波型的波的压电薄膜谐振器。压电薄膜谐振器包括：压电膜(14)；第一电极(15a)，形成在压电膜(14)的第一主面上；以及第二电极(13)，形成在压电膜(14)的第二主面上，该第二主面是压电膜(14)的第一主面的背面；所述压电薄膜谐振器具有第一电极(15a)和第二电极(13)相对的谐振区域(20)。在谐振区域(20)中的压电膜(14)的第一主面上具有与第一电极(15a)绝缘的电气性不连续部(18a)，电气性不连续部(18a)在第一主面上被第一电极(15a)包围。

摘要： 一种基于自适应Kalman滤波器的全数字锁相环低噪声数字鉴相器，包括：基于相位累加器的多段调节全数字锁相环以及设置于多段调节全数字锁相环内的用于降低噪声的自适应Kalman滤波器，其中：自适应Kalman滤波器的输入端分别接收上一周期的DCO控制字及当前周期测量到的DCO输出信号的相位信息，利用量化噪声的估计信息进行滤波，从而得到优化的DCO输出信号的相位信息。本发明针对全数字锁相环各噪声源进行了噪声优化，利用自适应Kalman滤波器对鉴相过程中的TDC的量化噪声及DCO的量化噪声进行优化，从而减小鉴相结果中的噪声成分，进而优化环路的噪声性能。

摘要： 一种Kalman滤波器加延迟器的数字锁相环原子钟驾驭方法，通过一个等价于Kalman滤波器加延迟器的DPLL，用于对原子钟进行驾驭；具体地，首先推导出DPLL的闭环系统传递函数和闭环误差传递函数，给出了其实现结构；然后获得每次的对于被驾驭原子钟的调整量，并给出了使DPLL输出信号的频率稳定度最优的参数选取方法。在此基础上，使用两个这样的DPLL级联起来对原子钟进行二级驾驭。该算法相比传统原子钟驾驭算法，参数选取更容易，可以使输出信号与第一级参考输入保持同步，并保证频率稳定度最优。

摘要： 一种光学低通滤波器10，是将水晶双折射板11、1/4波长板12和水晶双折射板13依次重叠起来的结构。在该水晶双折射板13所得到的光出射面主面的周围形成有曲率倒棱部13a、13b。该曲率倒棱宽度为使主面一侧(t2)小于侧面一侧(t1)。

摘要： 一种反滤波方法，所述方法包括：基于输入信号产生第一滤波信号；以及将第一滤波信号与输入信号组合以得到剩余信号。所述产生步骤包括：产生第二滤波信号，所述产生是稳定的和具有因果关系的；按照预测系数放大第二滤波信号；基于第二滤波信号获得第一滤波信号；将与输入信号有关的第一信号存储在缓冲器中；以及从缓冲器中检索时延信号。还提出了一种合成滤波方法，一种反滤波器装置和一种合成滤波器装置。

摘要： 提供一种在保持了本来的基于厚度纵向振动的谐振特性的情况下选择性地仅减少横向波型的波的压电薄膜谐振器。压电薄膜谐振器包括：压电膜(14)；第一电极(15a)，形成在压电膜(14)的第一主面上；以及第二电极(13)，形成在压电膜(14)的第二主面上，该第二主面是压电膜(14)的第一主面的背面；所述压电薄膜谐振器具有第一电极(15a)和第二电极(13)相对的谐振区域(20)。在谐振区域(20)中的压电膜(14)的第一主面上具有与第一电极(15a)绝缘的电气性不连续部(18a)，电气性不连续部(18a)在第一主面上被第一电极(15a)包围。

摘要： 一种基于自适应Kalman滤波器的全数字锁相环低噪声数字鉴相器，包括：基于相位累加器的多段调节全数字锁相环以及设置于多段调节全数字锁相环内的用于降低噪声的自适应Kalman滤波器，其中：自适应Kalman滤波器的输入端分别接收上一周期的DCO控制字及当前周期测量到的DCO输出信号的相位信息，利用量化噪声的估计信息进行滤波，从而得到优化的DCO输出信号的相位信息。本发明针对全数字锁相环各噪声源进行了噪声优化，利用自适应Kalman滤波器对鉴相过程中的TDC的量化噪声及DCO的量化噪声进行优化，从而减小鉴相结果中的噪声成分，进而优化环路的噪声性能。

摘要： 本发明涉及一种基于Kalman滤波器的航天器姿控系统故障诊断方法，包括以下步骤：建立刚体航天器姿控系统运动学及动力学模型，根据姿控系统运动学及动力学模型设计相应的Kalman滤波器，对Kalman滤波器进行离散化处理，设计姿控系统故障诊断方法，对故障进行定位，完成故障诊断。本发明能够准确地定位航天器姿控系统的故障情况，同时抑制了外部干扰对故障诊断结果的影响，提高系统故障诊断效率及正确率，并可以有效地提高航天器运行的安全性和可靠性，同时本发明设计简单有效，具有很高的实际工程应用的价值，其对于实际航天器姿控系统的控制具有更强的适用性。

摘要： 一种Kalman滤波器加延迟器的数字锁相环原子钟驾驭方法，通过一个等价于Kalman滤波器加延迟器的DPLL，用于对原子钟进行驾驭；具体地，首先推导出DPLL的闭环系统传递函数和闭环误差传递函数，给出了其实现结构；然后获得每次的对于被驾驭原子钟的调整量，并给出了使DPLL输出信号的频率稳定度最优的参数选取方法。在此基础上，使用两个这样的DPLL级联起来对原子钟进行二级驾驭。该算法相比传统原子钟驾驭算法，参数选取更容易，可以使输出信号与第一级参考输入保持同步，并保证频率稳定度最优。