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数据融合MATLAB代码-扩展卡尔曼滤波器与传感器融合: 带传感器融合的扩展...

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简介:
本项目提供基于MATLAB的数据融合代码,重点在于使用扩展卡尔曼滤波器进行传感器融合,旨在优化多传感器系统的估计精度和鲁棒性。 在该项目中使用了具有传感器融合功能的扩展卡尔曼滤波器(EKF)来处理数据融合任务,并利用该算法估计带有噪声的激光雷达与雷达测量值的目标运动物体的状态信息。 项目采用Term2Simulator作为模拟环境,其中包含两个文件用于Linux或Mac系统进行设置和安装。对于Windows用户,则可以考虑使用Docker、VMware或者直接安装uWebSocketIO来完成相关配置工作。关于如何在不同平台下正确地安装与运行此软件,请参考EKF项目课程中的相应指南。 当所有必要的环境搭建完成后,可以通过以下步骤构建并启动主程序: 1. 在项目的根目录中执行 `mkdir build` 命令创建一个名为build的文件夹。 2. 执行 `cd build` 进入新生成的文件夹。 3. 使用命令 `cmake ..` 来配置和准备编译环境。 4. 最后,通过运行 `make` 以及 `. /扩展KF`(注意这里的路径可能需要根据实际情况调整)来完成构建过程并启动程序。 下面是一张使用模拟器中的Lidar与Radar数据跟踪车辆位置及速度的EKF屏幕截图。图中蓝色和红色点分别代表Lidar和Radar测量值,而绿色点则表示基于这些传感器信息估计出的目标汽车的位置变化情况。 此项目的运行流程大致如下:`Main.cpp` 文件负责读取输入的数据并将传感器测量结果传递给 `FusionEKF.cpp`;后者接收到数据后进行相应的处理与融合工作。

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客服
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  • MATLAB-: ...
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    本项目提供基于MATLAB的数据融合代码,重点在于使用扩展卡尔曼滤波器进行传感器融合,旨在优化多传感器系统的估计精度和鲁棒性。 在该项目中使用了具有传感器融合功能的扩展卡尔曼滤波器(EKF)来处理数据融合任务,并利用该算法估计带有噪声的激光雷达与雷达测量值的目标运动物体的状态信息。 项目采用Term2Simulator作为模拟环境,其中包含两个文件用于Linux或Mac系统进行设置和安装。对于Windows用户,则可以考虑使用Docker、VMware或者直接安装uWebSocketIO来完成相关配置工作。关于如何在不同平台下正确地安装与运行此软件,请参考EKF项目课程中的相应指南。 当所有必要的环境搭建完成后,可以通过以下步骤构建并启动主程序: 1. 在项目的根目录中执行 `mkdir build` 命令创建一个名为build的文件夹。 2. 执行 `cd build` 进入新生成的文件夹。 3. 使用命令 `cmake ..` 来配置和准备编译环境。 4. 最后,通过运行 `make` 以及 `. /扩展KF`(注意这里的路径可能需要根据实际情况调整)来完成构建过程并启动程序。 下面是一张使用模拟器中的Lidar与Radar数据跟踪车辆位置及速度的EKF屏幕截图。图中蓝色和红色点分别代表Lidar和Radar测量值,而绿色点则表示基于这些传感器信息估计出的目标汽车的位置变化情况。 此项目的运行流程大致如下:`Main.cpp` 文件负责读取输入的数据并将传感器测量结果传递给 `FusionEKF.cpp`;后者接收到数据后进行相应的处理与融合工作。
  • (EKF)算法
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    本研究探讨了基于扩展卡尔曼滤波(EKF)的多传感器数据融合技术,旨在提高系统状态估计精度与实时性。通过优化不同传感器的信息整合,有效应对复杂环境中的导航与监控挑战。 本段落介绍了一种基于多传感器的扩展卡尔曼滤波(EKF)算法,并采用简单凸组合融合方案来提高滤波精度。该方法适合初学者学习扩展卡尔曼滤波(EKF)及其融合技术,适用于多传感器网络环境下的滤波和数据融合应用。然而,由于扩展卡尔曼滤波仅使用一阶泰勒展开进行近似处理,在误差较大的情况下效果会有所下降。若要实现更高精度的非线性滤波,则需要采用容积卡尔曼滤波(CKF)或无迹卡尔曼滤波(UKF)。
  • 第三课:1
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    本课程介绍扩展卡尔曼滤波及其在多传感器数据融合中的应用,探讨如何通过优化算法提高复杂系统状态估计精度。 在本节课里,我们将深入探讨如何运用扩展卡尔曼滤波(EKF)进行多传感器数据融合,并介绍EKF的基本原理及其实现过程。首先我们要解决的问题是拥有多个提供同一状态变量信息的传感器,例如GPS和气压计都可测量高度。为了确保不同条件下这些传感器的数据具有鲁棒性,我们需要一种方法来融合它们提供的数据。扩展卡尔曼滤波是一种处理非线性系统的方法,它是经典卡尔曼滤波的一个改进版本,适用于非线性动态模型。 在多传感器融合的应用场景中,当所有传感器都提供线性的观测值时,我们可以简单地通过加权平均等方法来进行数据的整合。比如,在课程示例程序里展示了如何结合GPS和气压计的数据来获得更准确的高度估计。对于这种情况下的卡尔曼滤波器预测与更新步骤如下: 1. 预测(Predict):$X_k = aX_{k-1}$, $P_k = aP_{k-1}a^T$ 2. 更新(Update):$g_k = \frac{P_{k-1}}{P_{k-1}+R}$, $\hat{X}_k = \hat{X}_{k-1} + g_k(Z_k - \hat{X}_{k-1})$, $P_k = (1-g_k)P_{k-1}$ 然而,当系统非线性时,则需要使用扩展卡尔曼滤波来近似处理。EKF通过将泰勒级数展开至一阶并忽略高阶项的方法,把复杂的非线性函数简化为可处理的线性模型。这样就可以利用传统的卡尔曼滤波技术解决原本难以直接求解的问题。 具体而言,EKF包含以下步骤: 1. 预测(Predict):$\hat{X}_k = \hat{X}_{k-1}$, $P_k = P_{k-1} - Q$ 2. 更新(Update):$g_k = P_kC_k(C_kP_kC_k^T+R)^{-1}$, $\hat{X}_k = \hat{X}_{k-1} + g_k(Z_k - h(\hat{X}_k))$, $P_k = (1-g_kC_k)P_{k-1}$ 其中,$h(\cdot)$表示非线性函数,而$C_k=\frac{\partial h}{\partial X}$是观测矩阵的一阶导数。以一个简单的标量系统为例:状态方程为$X(k)=0.5X(k-1)+5cos(1.2X)+W(k)$, 观测方程为$Y(k)= \frac{X^3}{10}+V(k)$. 通过EKF,我们可以对包含非线性函数的状态转移和观测模型进行处理,在多传感器融合中实现更精确的估计。 尽管扩展卡尔曼滤波简化了处理非线性问题的过程,但当预测误差较大时其性能可能会下降。然而,由于其实用性和有效性,它依然是许多实际应用中的标准工具之一,特别是在传感器数据融合领域内。
  • Matlab
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    本简介介绍了一段使用MATLAB编写的代码,实现了基于扩展卡尔曼滤波器的数据融合算法,适用于非线性系统的状态估计。 在本项目中,您将利用卡尔曼滤波器通过激光雷达和雷达测量来估计感兴趣的运动对象的状态,并确保获得的RMSE值低于项目规则中的公差标准。该项目使用Term2Simulator进行模拟,可以从存储库下载两个文件以设置Linux或Mac系统;对于Windows用户,则可以考虑使用Docker、VMware或者安装uWebSocketIO。 完成uWebSocketIO的安装后,可以通过以下步骤构建和运行主程序: ``` mkdir build cd build cmake .. make ./ExtendedKF ``` 关于如何在项目中设置环境,请参考课程中的相关指南。注意,您需要编写并实现src/FusionEKF.cpp、src/FusionEKF.h、kalman_filter.cpp、kalman_filter.h、tools.cpp和tools.h这些程序文件;而main.cpp已经由他人完成。
  • 基于MATLAB-Extended_Kalman_Filter:示激光雷达雷达实现
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    本项目使用MATLAB开发,通过扩展卡尔曼滤波器技术实现了激光雷达和雷达数据的高效融合,为精确导航和定位提供了强大支持。 数据融合MATLAB代码Term2-项目1:扩展卡尔曼滤波器(作者:阿杰·派迪) 该项目的目标是实现一个能够整合雷达与激光雷达传感器数据并进行目标跟踪的扩展卡尔曼滤波器。 文件结构: ReadMe.md 文件 main.cpp 文件,这是一个由Udacity提供的主要可执行程序。它负责循环读取输入文件中的测量值,并调用融合扩展卡尔曼滤波器以获取预测输出结果。 FusionEKF.h 和 FusionEKF.cpp 文件包含实现的融合扩展卡尔曼滤波器代码。首先设置雷达和激光雷达初始化矩阵,然后根据传感器类型选择相应的卡尔曼滤波器进行处理。 kalman_filter.h 和 kalman_filter.cpp 文件则实现了预测步骤与测量更新步骤的具体内容。 Tools.h 和 tools.cpp 提供了实用工具类以计算均方根误差(RMSE)及雅可比矩阵等。 描述: 简单的卡尔曼滤波器通常用于通过持续利用传感器提供的测量值来不断更新状态预测,从而实现对目标位置和速度的追踪。以下为一个简化的伪代码示例: # 初始化状态 x = [p, v] # 状态包括位置(position)与速度(velocity)。
  • Matlab - : Extended_Kalman_Filter
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    本项目提供了一个基于Matlab实现的扩展卡尔曼滤波器(Extended Kalman Filter, EKF)的数据融合代码,适用于非线性系统的状态估计。通过EKF算法优化传感器数据,提高系统性能和准确性。 数据融合MATLAB代码扩展卡尔曼滤波器项目 无人驾驶汽车工程师纳米学位课程 专栏主题: 1. 您的代码应编译。 我的结果代码按照指示进行编译。 2. 使用以下文件时,px、py、vx、vy输出坐标必须具有RMSE <= [.11, .11, 0.52, 0.52]:“obj_pose-laser-radar-synthetic-input.txt” 模拟器用于数据集1的文件” 我的结果在标准范围内具有RMSE。 3. 您的传感器融合算法遵循前面课程中介绍的一般处理流程。 我的结果按照说明进行。 以下是本课程的具体要求: - Main.cpp 读取数据并将传感器测量结果发送到FusionEKF.cpp - FusionEKF.cpp 获取传感器数据并初始化变量,并更新变量。卡尔曼滤波器方程式不在该文件中。 - FusionEKF.cpp 包含一个名为ekf_的变量,它是KalmanFilter类的一个实例。 - ekf_将保存矩阵和向量值。 - 您还将使用ekf_ 实例调用预测和更新方程式。 - KalmanFilter 类在kalman_filter.cpp 和 kalman_filter.h 中定义。
  • 】利用进行三维Matlab.md
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    本Markdown文档提供了一套基于扩展卡尔曼滤波器的三维数据融合算法及其在MATLAB中的实现代码,适用于传感器融合和状态估计领域。 【数据融合】基于扩展卡尔曼滤波器实现三维数据融合matlab源码 本段落档介绍了如何使用扩展卡尔曼滤波器进行三维数据的融合,并提供了相应的MATLAB源代码。通过该方法,可以有效地处理多传感器系统中的非线性问题,提高系统的定位和跟踪精度。
  • 应用
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    简介:本文探讨了扩展卡尔曼滤波在数据融合领域的应用,通过非线性系统的状态估计优化多源信息整合过程,提高系统性能和准确性。 使用扩展卡尔曼滤波器完成了UWB(超宽带)与惯性导航系统的数据融合,并实现了仿真。代码几乎都有详细的注释,可以很好地起到示例作用。
  • 信息同步算法实现.rar_航迹___航迹关联
    优质
    本资源探讨了利用扩展卡尔曼滤波和信息同步技术进行数据融合的方法,特别关注于提升卡尔曼航迹的精度和稳定性。通过优化航迹融合与关联过程,有效改善多传感器系统的信息处理能力。 扩展卡尔曼滤波的数据融合算法实现涉及航迹关联。
  • 】利用进行IMUGPSMatlab.zip
    优质
    本资源提供了一套基于扩展卡尔曼滤波算法的数据融合方案,用于整合惯性测量单元(IMU)和全球定位系统(GPS)的数据。通过Matlab实现,适用于研究和教学目的。 基于拓展卡尔曼滤波实现IMU和GPS数据融合的matlab源码。