• 제목/요약/키워드: extended Kalman filter

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칼만필터링을 사용한 목표물 추적시스템의 설계 (Design of Target Tracking System using Kalman Filtering)

  • 김종화;이만형
    • 대한전기학회논문지
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    • 제37권9호
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    • pp.636-645
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    • 1988
  • A new filter algorithm is suggested improving structurally the conventional extended Kalman filter of which the performance is dependent on the selection of the reference axes, by use of line-of-sight axes and gain rotation technique. The implementation method using microcomputer which implements tracking Kalman filter is introduced in terms of hardware and software. Then, through the simulation the performance of suggested filter is compared with that of conventional extended Kalman filter and the possibility of the real time tracking of moving target is investigated.

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휠베이스에 불확실성을 갖는 이동로봇의 자세 추정을 위한 크라인 스페이스 강인 확장 칼만 필터의 설계 (Krein Space Robust Extended Kalman filter Design for Pose Estimation of Mobile Robots with Wheelbase Uncertainties)

  • 진승희;윤태성;박진배
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2003년도 학술회의 논문집 정보 및 제어부문 B
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    • pp.433-436
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    • 2003
  • The estimation of the position and the orientation for the mobile robot constitutes an important problem in mobile robot navigation. Although the odometry can be used to describe the motions of the mobile robots, there inherently exist the gaps between the real robots and the mathematical model, which may be caused by a number of error sources contaminating the encoder outputs. Hence, applying the standard extended Kalman filter for the nominal model is not supposed to give the satisfactory performance. As a solution to this problem, a new robust extended Kalman filter is proposed based on the Krein space approach. We consider the uncertain discrete time nonlinear model of the mobile robot that contains the uncertainties represented as sum quadratic constraints. The proposed robust filter has the merit of being constructed by the same recursive structure as the standard extended Kalman filter and can, therefore, be easily designed to effectively account for the uncertainties. The simulations will be given to verify the robustness against the parameter variation as veil as the reliable performance of the proposed robust filter.

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적응비선형 필터링과 전략적 채략이동 목표물의 추적에 관하여 (On Nonlinear Adaptive Filtering and Maneuvering Target Tracking)

  • 이만형;김종화
    • 대한전기학회논문지
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    • 제36권12호
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    • pp.908-917
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    • 1987
  • Most of moving targets are modelled as nonlinear dynamic equations. In recent years, the extended Kalman filter is frequently used for estimating their behaviors. The conditional Gaussian filter is more suitable than extended kalman filter in the filtering problem of nonlinear systems. But extended Kalman filter and conditional Gaussian filter often do not give optimal estimates and fail to track target trajectories because of its properties. Therefore it is desirable to use adaptive techniques to adapt target maneuvers. In this paper, we will discuss adaptive filtering technique using innovation process based on extended Kalman filter in real time, and suggest another maneuver estimation method using MRAS technique.

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영상 기반의 이차 칼만 필터를 이용한 객체 추적 (Quadratic Kalman Filter Object Tracking with Moving Pictures)

  • 박선배;유도식
    • 한국항행학회논문지
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    • 제20권1호
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    • pp.53-58
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    • 2016
  • 우리는 본 논문에서 이차 칼만 필터를 이용한 영상 기반 객체 추적분야의 새로운 알고리즘을 제안한다. 최근에 발표된 이차 칼만 필터는 영상 기반의 객체의 실제 3차원 공간의 위치를 추적하는 것에는 아직 적용되지 않았다. 2차원 영상 내의 위치를 3차원 공간상의 위치로 환원시키는 것은 비선형적 변환을 수반하기 때문에 그에 맞는 추적 알고리즘을 사용해야만 한다. 이러한 상황에서, 비선형 수식을 이차식으로 근사화하는 이차 칼만 필터가 선형으로 근사화하는 확장 칼만 필터보다 더 정확한 성능을 낼 수 있다. 우리는 동일한 상황을 가정하여 확장 칼만 필터, 무향 칼만 필터, 파티클 필터, 그리고 우리가 제안한 이차 칼만 필터를 이용하여 객체를 추적하고, 그 결과를 비교해 본다. 결론적으로 이차 칼만 필터가 발산율이 확장 칼만 필터에 비해 거의 절반가량 감소하며, 추적 정확도 측면에서 무향 칼만 필터에 비해 1% 가량 우수한 성능을 나타낸다.

실측선위의 정도개선에 관한 연구 (I) (A Study on the Improvement of Accuracy of the Fixed Position)

  • 윤여정;하주식
    • 한국항해학회지
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    • 제6권1호
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    • pp.61-72
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    • 1982
  • As it is well-known, in recent years the Kalman filter has been extensively used in the engineering field. The authors tried to apply the extended Kalman filter for optimal estimation of ship's positiion which is fixed by simultaneous visual (or radio) bearings to two known locations. In practical piloting, bearings are generally measured intermittently, so in this case the original Kalman filter can not be applied because of the long sampling time. In this paper, the extended Kalman filter is revised in order to be used in such an unfavorable case, adn the Digital simulation is conducted by using the revised extended Kalman filter under various noise conditiions. Good results have been obtaiend and effectiveness of the proposed filter has been confirmed.

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IEEE 802.11 시스템에서 경쟁 터미널 수 추정기법 성능분석 (칼만필터 vs. H Infinity Filter) (Performance Comparison in Estimating the Number of Competing Terminals in IEEE 802.11 Networks (Kalman vs. H Infinity Filter))

  • 김태진;임재찬;홍대형
    • 한국통신학회논문지
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    • 제37A권11호
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    • pp.1001-1011
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    • 2012
  • 본 논문에서는 IEEE 802.11 시스템에서 경쟁 중인 터미널 수를 추정하고 이를 반영할 때 시스템 성능에 미치는 영향을 분석한다. IEEE 802.11 시스템에서는 터미널간의 다중 접근의 방법으로 DCF (Distributed Coordination Function)를 이용하고 있으며 경쟁하는 터미널 수를 정확하게 추정하여 반영하는 것이 시스템 throughput 증가하는데 중요한 요소가 된다. 본 논문에서는 터미널 수를 추정하는 방법으로 노이즈 정보가 필요하지 않는 Extended H Infinity Filter (EHIF)를 이용하여 터미널 수를 추정하는 방법을 제안한다. 경쟁하는 터미널의 수가 saturated되는 경우와 non-saturated되는 네트워크 환경에서 EHIF가 기존의 Extended Kalman Filter (EKF) 방법보다 좋은 성능을 가짐을 모의실험을 통해 확인하였고 이를 정량적으로 분석하였다.

확장칼만필터를 이용한 실시간 표적추적 (Real-time Target Tracking System by Extended Kalman Filter)

  • 임양남;이성철
    • 한국정밀공학회지
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    • 제15권7호
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    • pp.175-181
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    • 1998
  • This paper describes realtime visual tracking system of moving object for three dimensional target using EKF(Extended Kalman Filter). We present a new realtime visual tracking using EKF algorithm and image prediction algorithm. We demonstrate the performance of these tracking algorithm through real experiment. The experimental results show the effectiveness of the EKF algorithm and image prediction algorithm for realtime tracking and estimated state value of filter, predicting the position of moving object to minimize an image processing area, and by reducing the effect by quantization noise of image.

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Comparison of EKF and UKF on Training the Artificial Neural Network

  • Kim, Dae-Hak
    • Journal of the Korean Data and Information Science Society
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    • 제15권2호
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    • pp.499-506
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    • 2004
  • The Unscented Kalman Filter is known to outperform the Extended Kalman Filter for the nonlinear state estimation with a significance advantage that it does not require the computation of Jacobian but EKF has a competitive advantage to the UKF on the performance time. We compare both algorithms on training the artificial neural network. The validation data set is used to estimate parameters which are supposed to result in better fitting for the test data set. Experimental results are presented which indicate the performance of both algorithms.

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이산 비선형 시스템에 대한 확장 유한 임펄스 응답 필터 (An Extended Finite Impulse Response Filter for Discrete-time Nonlinear Systems)

  • 한세경;권보규;한수희
    • 제어로봇시스템학회논문지
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    • 제21권1호
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    • pp.34-39
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    • 2015
  • In this paper, a finite impulse response (FIR) filter is proposed for discrete-time nonlinear systems. The proposed filter is designed by combining the estimate of the perturbation state and nominal state. The perturbation state is estimated by adapting the optimal time-varying FIR filter for the linearized perturbation model and the nominal state is directly obtained from the nonlinear nominal trajectory model. Since the FIR structured estimators use the finite horizon information on the most recent time interval, the proposed extended FIR filter satisfies the bounded input/bounded output (BIBO) stability, which can't be obtained from infinite impulse response (IIR) estimators. Thus, it can be expected that the proposed extended FIR filter is more robust than IIR structured estimators such as an extended Kalman filter for the round-of errors and the uncertainties from unknown initial states and uncertain system model parameters. The simulation results show that the proposed filter has better performance than the extended Kalman filter (EKF) in both robustness and fast convergency.

정밀 INS/GPS시스템을 위한 언센티드 칼만 필터 기반의 역방향 필터연구 (The Unscented Kalman Filter Based Backward Filters for the Precise INS/GPS System)

  • 권재현;이종기;이지선
    • 한국지리정보학회지
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    • 제13권2호
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    • pp.157-167
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    • 2010
  • 언센티드 칼만 필터 기반의 역방향 필터를 유도하고 시뮬레이션 테스트를 통하여 확장 칼만 필터, 언센티드 칼만 필터, 그리고 확장 칼만 스무더로부터의 위치결과와 비교 분석하였다. 시뮬레이션은 GPS의 수신환경이 극단적으로 좋지 않을 경우를 고려하여 $40m{\times}40m $ 의 공간에서 4개의 곡선 그리고 5개의 직선구간으로 이루어진 궤적에서 시작점과 끝점만을 기지점으로 가정하여 수행하였다. 실험 결과 스무더는 순방향 필터에 비하여 최대 위치 오차값이 약 8~9m 정도 크게 감소하는 결과를 보여주었다. 스무더의 경우 위치오차를 직선구간과 곡선구간으로 나누어 분석하였는데, 언센티드 칼만 스무더가 확장 칼만 스무더에 비하여 직선 구간에서는 최대 10cm, 곡선 구간에서는 최대 23cm 향상된 결과를 나타내었다.