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使用UWB技术与卡尔曼滤波器,为车辆应用构建定位模型。

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简介:
该UWB定位系统利用MATLAB代码,并结合卡尔曼滤波器,为汽车应用构建了精确的定位模型。该存储库中包含一个名为vary_anchors_45m.m的MATLAB文件,用于对汽车UWB定位进行模拟。该文件主要负责模型运行。模型的设计原理是围绕车辆生成一个圆形轨迹,以便UWB标签能够跟随。车辆本身被表示为一个矩形,而锚点则放置在车辆的外部或内部位置。锚点的数量可以灵活调整。为了模拟真实场景,脚本中加入了测量噪声,这种噪声表现为一个随机的高斯变量,其方差设定为0.5米平方。 最小二乘算法则利用从时间步骤k到每个锚点的标签测量值进行计算。通过MATLAB的非线性最小二乘函数之一,模型能够生成并确定车辆的位置,并将此位置作为卡尔曼滤波器中的测量向量输入。随后,卡尔曼滤波器的输出与原始路径一同绘制出来,并计算了均方根误差(RMSE),该RMSE分别针对最小二乘算法和卡尔曼滤波器进行评估。如果脚本执行多次迭代计算,则RMSE将代表这些迭代过程的平均值。此外,脚本还绘制了每个时间步长k的平方误差图,并根据标签位置与车辆中心之间的角度进行展示。值得注意的是,车辆的前部始终向右移动(x坐标增加)。 模型中的诸多参数可以进行调整和修改,例如迭代次数等.

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客服
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  • UWBMATLAB代码-UWB-KF-Auto:利UWB进行
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    本项目提供了一套基于MATLAB的UWB-KF-Auto代码,用于建立车辆定位系统。结合超宽带技术与卡尔曼滤波算法,实现高精度实时定位功能。 本存储库包含一个MATLAB文件用于模拟汽车应用中的UWB定位系统,并使用卡尔曼滤波器进行优化。模型围绕车辆创建一条圆形路径供标签跟随,而车辆显示为矩形结构。锚点可以在车外或车内设置,数量可变。 由于这是一个仿真环境,因此在每个时间步骤中会向测量值添加随机高斯噪声以模拟实际误差情况,其方差设定为0.5平方米。最小二乘算法利用从标签到各个锚点的测量数据,在每次迭代时使用MATLAB中的非线性最小二乘函数生成估计位置,并将其作为卡尔曼滤波器所需的观测向量。 经过卡尔曼滤波处理后,模型会将LS(最小平方)和卡尔曼估算的位置与原始路径进行对比。同时计算两种方法的均方根误差(RMSE)并得出平均值以评估其性能表现。此外还会在每个时间步长k根据标签位置相对于车辆中心的角度来绘制平方误差。 该仿真允许调整多个变量,包括迭代次数(ite)。
  • UWB仿真算法__UWB_UWB仿真_UWB
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    本文探讨了基于卡尔曼滤波的UWB(超宽带)技术在室内环境中的仿真与定位应用。通过结合UWB的高精度特性和卡尔曼滤波的数据预测与更新机制,研究旨在提高位置估计的准确性及鲁棒性,并进行了详细的仿真实验验证其有效性。 实现UWB仿真以进行自动追踪定位,采用卡尔曼滤波算法。
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  • GPS
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    本文探讨了卡尔曼滤波在GPS定位系统中的应用及其优势,通过优化算法提升定位精度与稳定性,为导航技术提供可靠支持。 本段落主要介绍卡尔曼滤波在GPS定位中的应用及其减小误差干扰的原理。
  • 跟踪中的
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    本文探讨了卡尔曼滤波技术在目标定位和追踪领域的应用原理与实践效果,深入分析其优势及局限性。 基于卡尔曼滤波的定位跟踪算法仿真,可供大家学习参考。
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  • 关于在无线中的研究
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    本研究探讨了卡尔曼滤波算法在无线定位系统中的应用,通过优化信号处理和位置估计,显著提升了定位精度与可靠性。 这是几个关于基于卡尔曼滤波的室内定位技术的论文及其相关的MATLAB实现程序。
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    这是一个关于GPS辅助下的EKF(扩展卡尔曼滤波)与GPS-DR(航位推算)结合的车辆定位导航系统程序包,旨在利用卡尔曼滤波技术优化GPS数据和传感器数据融合,提高定位精度。 扩展卡尔曼滤波在车辆GPS/DR组合定位系统中的应用主要包括:生成车辆运行轨迹;利用单独的GPS卫星进行导航定位;采用惯性导航(DR)技术对车辆航迹进行单独定位导航;通过扩展卡尔曼滤波融合多源数据,实现GPS和DR系统的组合定位与导航。该方法产生的结果包括:实际运动轨迹、基于GPS定位下的运动轨迹、基于DR定位的运动轨迹以及两者数据融合后的综合定位轨迹,并且可以生成各种定位方式在北向和东向各自误差图。
  • 程序
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    《卡尔曼滤波器模型与程序》是一本详细介绍卡尔曼滤波原理及其应用的书籍,涵盖理论建模和实际编程实现。 卡尔曼滤波器模型及程序运用的MATLAB仿真适合一般初学者学习使用。
  • MATLAB_详解_
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    本资源深入浅出地讲解了MATLAB环境下卡尔曼滤波器的应用与实现,涵盖了基础理论、代码实践及优化技巧,适合工程技术人员学习参考。 卡尔曼滤波器是一种在信号处理领域广泛应用的数学算法,在估计理论和控制工程中占有重要地位。MATLAB作为一种强大的数值计算与可视化工具,是实现卡尔曼滤波的理想平台。本资料集提供了MATLAB程序,帮助用户深入理解和实践卡尔曼滤波。 卡尔曼滤波基于线性高斯系统的假设,能够对系统状态进行最优估计,在存在噪声和不确定性的情况下也能有效地减少误差。其核心思想是在先验估计的基础上结合测量值更新来形成递归的预测与校正过程。卡尔曼滤波器的主要步骤包括: 1. **预测**:利用上一时刻的状态及动态模型,预测当前时刻的状态。 2. **更新**:根据当前时刻的测量值和预测状态通过观测模型进行状态估计更新。 3. **协方差更新**:计算并调整系统噪声与测量噪声的协方差矩阵。 在MATLAB中实现卡尔曼滤波器时,通常需要定义以下关键参数: - **系统矩阵(A)**:描述系统状态随时间变化的方式。 - **观测矩阵(H)**:表示如何将状态转换为可测输出。 - **状态转移协方差(Q)**:衡量状态预测中的不确定性。 - **观测噪声协方差(R)**:反映测量过程的不确定度。 - **初始状态估计(x0)和初始协方差(P0)**:滤波器起始时的状态与不确定性。 MATLAB程序通常包含一个主循环,该循环执行预测、更新步骤及必要的协方差调整。通过迭代优化,卡尔曼滤波器可以提供更精确的状态估计结果。 卡尔曼滤波不仅应用于传统的信号处理领域如雷达跟踪和导航系统,在现代技术中也广泛使用,比如自动驾驶汽车、无人机以及金融与生物医学领域的数据处理等。理解并掌握其原理及MATLAB实现对于从事相关行业的工程师和研究人员来说至关重要。 资料集中的卡尔曼滤波器_MATLAB程序包括示例代码、数据集及解释文档,旨在帮助学习者逐步了解卡尔曼滤波的工作机制,并能实际应用到自己的项目中。通过这些材料的学习,用户不仅能掌握如何在MATLAB环境中构建并运行卡尔曼滤波器,还能深入理解其背后的数学原理和提升解决实际问题的能力。