α-β滤波在无人测量艇航向导航中的研究
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TP242.3 TH-39

基金项目:

国家自然科学基金项目(61673254) 上海市优秀学术带头人计划项目(15XD1501800) 国家自然科学基金项目(61403245)


Research on α-β filter to the course angle navigation for USV
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    摘要:

    无人测量艇重量轻,工作航速慢(通常7节左右),其航向可观测性弱。在高海况和强浪、流、涌条件下,罗经传感器的航向角观测值不平稳,无法满足海事测量艇的控制精度要求。为实现无人艇航向角的平滑滤波,本文根据系统控制频率和艇体运动性能对航向过程噪声进行有效估计。根据估计的过程噪声利用 α-β滤波器对无人艇航向进行滤波。然而航向角的值域范围在边界处不连续,直接利用 α-β滤波器在边界处会产生奇异值。为此提出一种边界滤波策略实现航向全域的平稳滤波。实测数据回放验证了此方法在无人测量艇航向导航控制中的有效性。

    Abstract:

    For light-weight unmanned surface vessel(USV), the observability of course is low when sailing at low speed(7 knots). In terrible ocean environment and strong surge, It is difficult to meet the measuring accuracy requirement because the compass is not stable. In order to realize the smoothing filtering of course angle of the USV, the article estimate the process noise of course angle effectively according to the system control frequency and the boat body movement performance. We use an α-β filter to smoothing the course of USV based on the estimated process noise. In order to eliminating the boundary dis-continuous of course angle which will cause singular value when using α-β filter, we proposed a boundary filtering strategy to realize the full range smooth filtering for the course angle. Real-time data playback verified the effectiveness of the method on the navigation control for the USV.

    参考文献
    相似文献
    引证文献
引用本文

李小毛,王文涛,柯俊,张鑫,罗均.α-β滤波在无人测量艇航向导航中的研究[J].仪器仪表学报,2017,38(7):1748-1756

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  • 收稿日期:2016-09-23
  • 最后修改日期:2017-05-23
  • 录用日期:2017-05-31
  • 在线发布日期: 2024-01-16
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