抗野值鲁棒滤波在微惯性组合导航中的应用*
2012-06-12高宗余方建军郭文荣
传感技术学报 2012年6期
高宗余,方建军 ,郭文荣
(1.北京联合大学自动化学院,北京100101;2.北京交通大学电气工程学院,北京100044)
随着微电子技术的发展而出现的微电子机械系统MEMS(Micro Electro Mechanical System)器件具有体积小、功耗低、响应快、灵敏度高、成本低的优点,由其构成的一些微惯导系统逐渐的应用于机器人、车载系统及无人机系统中;但是,在其构成的系统状态估计中,测量数据都会受到噪声的污染,由于MEMS传感器的故障、数据传递过程中出现的错误和环境的干扰,量测序列中不可避免地包含着某些错误信息,我们称之为野值。如果不把野值及时检测和剔除,将会对微惯导测量过程中误差状态的估计产生很大的影响,从而导致系统精度的降低。为此人们提出了许多野值检测和剔除的方法。
在现有的野值检测方法中,文献[1]提出了基于ARMA模型的在线辨识,通过模型参数的变化来判断是否出现野值,但是这是基于系统的噪声统计特性稳定和已知的情况;文献[2-3]中基于滤波新息的统计特性,检测野值,通过直接剔除观测值或修正观测值来去除野值的影响;但是鲁棒H∞滤波在应用过程中并不对噪声统计特性做假设,所以这些方法就不适用。在现有的野值剔除方法中,文献[4]提出了利用新息平均值代替含野值新息的方法,但是此方法在野值成片出现的情况下效果不佳。
本文采用小波变换检测信号奇异性的方法,在时频域对野值进行处理。通过分析最细尺度上的系数信息,快速检测出野值点,之后采用基于信息扩散原理的新息修正鲁棒H∞滤波方法,通过对车载MEMS-INS/GPS组合导航的仿真表明,该算法能有效去除野值的影响,大大提高了野值条件下状态估计的精度。……
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