Hacia una entrada de varianza de medición de sensor basada en un modelo para la estimación de estado del filtro de Kalman extendido
Autores: Pointon, Harry A. G.; McLoughlin, Benjamin J.; Matthews, Christian; Bezombes, Frederic A.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2019
Acceso abierto
Artículo científico
2019
Hacia una entrada de varianza de medición de sensor basada en un modelo para la estimación de estado del filtro de Kalman extendido
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Varianza de medición del sensor
Filtro de Kalman extendido
FKE
Metodología de caracterización
Banda ultra ancha
Sistema de estimación de estado
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
En este artículo, presentamos un método alternativo para la generación e implementación de la varianza de medición del sensor utilizada en un Filtro de Kalman Extendido (EKF). Además, se demuestran las limitaciones de una implementación convencional del EKF y se postula una forma alternativa para representar la varianza de medición del sensor al extender y mejorar la metodología de caracterización presentada en trabajos anteriores. Como se presentó en trabajos anteriores, el uso de instrumentos de medición óptica de grado topográfico permite una caracterización más efectiva de los sensores de localización de Banda Ultra Ancha (UWB); sin embargo, en entornos desordenados, la varianza de medición del sensor cambiará, lo que hace que este método no sea robusto. Para compensar las lecturas más ruidosas, se desarrolló un EKF utilizando una varianza de medición del sensor basada en un modelo. Este enfoque permite una representación más precisa de la varianza de medición del sensor y conduce a un sistema de estimación de estado más robusto. Se realizaron simulaciones utilizando datos sintéticos para probar la efectividad del EKF en comparación con el EKF originalmente desarrollado; a continuación, el nuevo EKF se comparó con el EKF original utilizando datos del mundo real. Se demostró que el nuevo EKF funcionaba de manera mucho más estable y consistente en entornos menos ideales para el despliegue de UWB que la versión anterior.
Descripción
En este artículo, presentamos un método alternativo para la generación e implementación de la varianza de medición del sensor utilizada en un Filtro de Kalman Extendido (EKF). Además, se demuestran las limitaciones de una implementación convencional del EKF y se postula una forma alternativa para representar la varianza de medición del sensor al extender y mejorar la metodología de caracterización presentada en trabajos anteriores. Como se presentó en trabajos anteriores, el uso de instrumentos de medición óptica de grado topográfico permite una caracterización más efectiva de los sensores de localización de Banda Ultra Ancha (UWB); sin embargo, en entornos desordenados, la varianza de medición del sensor cambiará, lo que hace que este método no sea robusto. Para compensar las lecturas más ruidosas, se desarrolló un EKF utilizando una varianza de medición del sensor basada en un modelo. Este enfoque permite una representación más precisa de la varianza de medición del sensor y conduce a un sistema de estimación de estado más robusto. Se realizaron simulaciones utilizando datos sintéticos para probar la efectividad del EKF en comparación con el EKF originalmente desarrollado; a continuación, el nuevo EKF se comparó con el EKF original utilizando datos del mundo real. Se demostró que el nuevo EKF funcionaba de manera mucho más estable y consistente en entornos menos ideales para el despliegue de UWB que la versión anterior.