朱朝阳，文成林，叶海红

(杭州电子科技大学系统科学与控制工程研究所，浙江 杭州 310018)



基于测量值均匀量化的扩展卡尔曼滤波

朱朝阳，文成林，叶海红

(杭州电子科技大学系统科学与控制工程研究所，浙江 杭州 310018)

摘要：介绍了传输信道中传感器节点能量和带宽有限的问题，并进一步提出了带宽受限情况下首先进行量化处理的特点。指出状态非线性量测为线性的模型采用量化处理的扩展卡尔曼滤波与同样条件下未采用量化处理的扩展卡尔曼滤波相比，从量化误差、量化份数两方面对滤波器的性能进行研究，此方法能在带宽小情况下，具有量化误差同样小的优点，并利用计算机对一类状态非线性量测线性模型的仿真结果有效性进行了实验分析。从而得出此类特定系统在带宽有限时，运用此量化策略同样可降低量化误差的结论。

关键词：均匀量化；带宽受限；扩展卡尔曼滤波；量化误差

0引言

卡尔曼滤波(Kalman filter，KF)主要运用于线性系统，扩展卡尔曼滤波(Extended Kalman Filter，EKF)主要运用于非线性系统[1]。国内外同期在EKF的量化上主要有对测量值、新息量化策略研究，和对数量化等非均匀量化方面的探索。无线传感器网络在传输过程中往往有带宽限制。因此，在确保量测量化误差可接受范围下，怎样降低对通信方面带宽要求是传感器网络研究的关键问题[2]。本文在带宽受限情况下，对信息先进行量化后再传输。采用一类模型为状态方程非线性，量测方程线性，并对同模型下是否采用量化策略误差等数据进行对比，计算机仿真结果表明，此类系统采用量化策略的EKF不仅需要带宽小，并且量化误差小。……