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  • ISSN 1006-3080
  • CN 31-1691/TQ
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卡尔曼滤波在盾构姿态测量中的应用

    通讯作者: 朱国力, glzhu@mail.hust.edu.cn
  • 基金项目: 国家973项目(2007CB714000)

Application of Kalman Filtering in Measurement of Shield Posture

    Corresponding author: ZHU Guo-li, glzhu@mail.hust.edu.cn
  • 摘要: 三点法是一种传统的实时计算刚体三姿态角(滚动角、俯仰角和水平角)的方法。在盾构掘进过程中,观测点测量不同步会导致较大的姿态测量误差。采用卡尔曼滤波对观测点的坐标进行预测补偿来提高测量精度。建立系统运动的状态方程和量测方程,对系统噪声和量测噪声的协方差进行估计,通过递归运算对观测点坐标进行预测,蒙特卡洛仿真结果表明,这种处理方式优于传统三点法测量效果。仿真实验和测量实验结果都表明卡尔曼滤波算法既可以明显减小姿态角测量误差,又对随机系统噪声和量测噪声引起的姿态角误差具有抑制作用。
  • [1] 付凤婷褚振忠朱大奇 . 基于迭代无迹卡尔曼滤波的水下组合导航. 华东理工大学学报(自然科学版), 2020, 46(): 1-9. doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.20191202006
    [2] 周进邢改兰周邵萍 . 泵腔和口环对微型超低比转速离心泵模拟误差的影响. 华东理工大学学报(自然科学版), 2020, 46(1): 135-144. doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.20181211001
    [3] 齐莉莉刘济 . 基于改进CKF算法的一类有色噪声污染的线性观测系统的状态估计. 华东理工大学学报(自然科学版), 2019, 45(4): 600-605. doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.20180427002
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出版历程
  • 收稿日期:  2011-07-05

卡尔曼滤波在盾构姿态测量中的应用

    通讯作者: 朱国力, glzhu@mail.hust.edu.cn
  • 1. 华中科技大学机械科学与工程学院数字制造与装备国家重点实验室, 武汉 430074
基金项目:  国家973项目(2007CB714000)

摘要: 三点法是一种传统的实时计算刚体三姿态角(滚动角、俯仰角和水平角)的方法。在盾构掘进过程中,观测点测量不同步会导致较大的姿态测量误差。采用卡尔曼滤波对观测点的坐标进行预测补偿来提高测量精度。建立系统运动的状态方程和量测方程,对系统噪声和量测噪声的协方差进行估计,通过递归运算对观测点坐标进行预测,蒙特卡洛仿真结果表明,这种处理方式优于传统三点法测量效果。仿真实验和测量实验结果都表明卡尔曼滤波算法既可以明显减小姿态角测量误差,又对随机系统噪声和量测噪声引起的姿态角误差具有抑制作用。

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