• 제목/요약/키워드: 확장된 칼만필터

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노이즈 불확실성하에서의 확장칼만필터의 변종들과 코스트 레퍼런스 파티클필터를 이용한 표적추적 성능비교 (Performance Comparison of Various Extended Kalman Filter and Cost-Reference Particle Filter for Target Tracking with Unknown Noise)

  • 신명인;홍우영
    • 한국시뮬레이션학회논문지
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    • 제27권3호
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    • pp.99-107
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    • 2018
  • 본 논문에서는 비선형성을 가지는 측정방정식의 상태값을 효과적으로 추정할 수 있는 확장칼만필터(Extended Kalman Filter/EKF)와 확장칼만필터의 변종들 그리고 코스트 레퍼런스 파티클필터(Cost-Reference Particle Filter/CRPF)를 이용하여 이차원 공간에서 표적추적 성능에 관하여 연구한다. 확장칼만필터의 변종으로 분산점칼만필터(Unscented Kalman Filter/UKF), 중심차분칼만필터(Central Difference Kalman Filter/CDKF), 제곱근 분산점칼만필터(Square Root Unscented Kalman Filter/SR-UKF) 그리고 제곱근 중심차분칼만필터(Square Root Central Difference Kalman Filter/SR-CDKF)를 소개한다. 본 연구에서는 노이즈가 불확실한 표적에 대하여 몬테카를로 시뮬레이션 기법을 이용하여 각 필터들의 평균제곱오차(Mean Square Error/MSE)를 계산하였다. 시뮬레이션 결과 확장칼만필터의 변종들 중에서 제곱근 중심차분칼만필터가 속도와 성능 면에서 가장 우수한 결과를 보여주었다. 코스트 레퍼런스 파티클 필터는 확장칼만필터와 다르게 노이즈의 확률 분포를 알 필요가 없다는 유리한 특성을 가지고 있으며 시뮬레이션 결과 제곱근 중심차분칼만필터보다 처리속도 및 정확도 면에서 우수한 결과를 보여주었다.

시그마 포인트를 이용한 채널 등화용 순환신경망 훈련 알고리즘 (Training Algorithm of Recurrent Neural Network Using a Sigma Point for Equalization of Channels)

  • 권오신
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제11권4호
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    • pp.826-832
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    • 2007
  • 고속 통신 시스템의 채널 등화에 순환 신경망이 자주 이용되고 있다. 기존의 등화방법은 대부분 시불변 채널을 주로 다루었다. 그러나 이동통신과 같은 현대의 통신환경은 페이딩으로 인하여 시변특성을 갖는다. 본 논문에서는 비선형 시변 시스템에 적용하여 성능이 우수한 결정 피드백 순환신경망을 채널등화기로 이용하며, 또한 채널 등화에 빠른 수렴속도와 우수한 추적성능을 지니는 확장된 칼만필터와 시그마 포인트 칼만필터를 이용한 두 종류의 훈련 알고리즘을 제안한다. 확장된 칼만필터를 이용한 경우 비선형 시스템의 1차 선형화 과정에서 커다란 오차를 유발할 수도 있으며, 이에 대한 대안으로 시그마 포인트 칼만필터를 이용하여 이러한 문제점을 극복할 수 있다.

확장 칼만필터를 이용한 온라인 퍼지 모델링 알고리즘에 대한 연구 (A Study on On-line modeling of Fuzzy System via Extended Kalman Filter)

  • 김은태
    • 전자공학회논문지CI
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    • 제40권5호
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    • pp.250-258
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    • 2003
  • 본 논문에서는 퍼지 모델의 온라인 동정 알고리즘을 제안한다. 본 논문에서 고려하는 퍼지 모델은 후건부가 싱글톤인 퍼지 시스템으로 퍼지 기저함수의 선형 합으로 표현된다. 온라인 동정을 위해서 제곱 코사인 소속함수를 제안한다. 제곱 코사인 함수는 다른 소속함수에 비해 적은 파라미터를 갖으며 전 구간에서 미분 가능한 특징을 갖는다. 퍼지 모델의 파라미터는 그레디언트 하강법과 확장칼만필터를 이용하여 온라인으로 결정한다. 끝으로 컴퓨터 모의 실험을 통하여 제안한 방법의 타당성을 확인한다.

GPS와 INS의 센서융합을 이용한 확장형 칼만필터 설계 및 자율항법용 회피알고리즘 개발 (Avoidance Algorithm and Extended Kalman Filter Design for Autonomous Navigation with GPS & INS Sensor System Fusion)

  • 유환신
    • 한국항행학회논문지
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    • 제11권2호
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    • pp.146-153
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    • 2007
  • 무인자동차는 스스로 목적지와 경유지를 찾아서 항행할 수 있는 이동체이다. 이러한 항행의 성능을 보다 정밀하게 향상시키기 위하여 본 논문에서는 관성항법과 GPS를 융합한 확장형 칼만필터를 적용한 보정 알고리즘을 개발하였다. 확장형 칼만필터의 성능을 검증하기 위하여 무인자동차의 실차실험을 실시하고 그 결과로서 필터의 효율성을 확인하였다.

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net-VE 환경에서 확장 칼만필터를 이용한 가변적 경로예측 (Variable Route Predictive using Extend Kalman Filter for net-VE Environment)

  • 송선희;박동석;김희철;배철수;나상동
    • 한국정보통신학회:학술대회논문집
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    • 한국해양정보통신학회 2005년도 추계종합학술대회
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    • pp.561-565
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    • 2005
  • net-VE 환경에서 다중 사용자들이 정보를 공유하는 경우 교환되는 이벤트 트래픽을 줄이기 위하여 확장 칼만필터를 이용해 객체 이벤트의 가변적 경로예측을 한다. 다중 사용자를 지원하는 3차원 공간 정보공유는 가상환경에 대한 상태정보를 중앙 서버에서 관리하므로 일관성 유지가 용이하다는 장점이 있으나 네트워크에 과중한 부담을 주며, 메시지 병목현상, 확장성이 부족하다는 문제점이 있다. 본 논문에서는 이동되어져온 궤적의 유클리디 실즉치와 칼만 예측치와의 오차 정보인 이노베이션을 사용하여 가변적 경로예측을 하고, net-VE 공유 및 이벤트 필터링 과정을 제안한다.

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확장칼만필터를 적용한 효율적 배터리 SOC 추정 알고리즘 (Efficient Battery SOC Estimation Algorithm Using Extended Kalman Filter)

  • 이연식;백재석;이옥재
    • 한국컴퓨터정보학회:학술대회논문집
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    • 한국컴퓨터정보학회 2024년도 제69차 동계학술대회논문집 32권1호
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    • pp.449-452
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    • 2024
  • 본 논문에서는 리튬이온 배터리의 SOC(State Of Charge) 초기 정보의 정확도 향상을 위하여 확장칼만필터(EKF) 방법을 적용한 효율적 SOC 추정 알고리즘을 제안한다. 일반적인 전류적산법을 사용하는 방법은 초기 조건이 부정확한 경우에 오차가 발생하고 시간에 따라 누적 오차가 커지는 단점이 있다. 이러한 문제점 해결을 위하여 초기 SOC 추정값에 EKF 방법을 동시에 적용하는 알고리즘을 제안한다. 제안 알고리즘의 평가를 위한 실험을 통하여 제안 방법이 기존 SOC 추정 방법보다 추정 오차가 개선됨을 확인하였다.

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확장칼만필터와 UNSCENTED 칼만필터를 이용한 우주발사체의 실시간 궤적추정 (REAL-TIME TRAJECTORY ESTIMATION OF SPACE LAUNCH VEHICLE USING EXTENDED KALMAN FILTER AND UNSCENTED KALMAN FILTER)

  • 백정호;박상영;박은서;최규홍;임형철;박종욱
    • Journal of Astronomy and Space Sciences
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    • 제22권4호
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    • pp.501-512
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    • 2005
  • 본 논문에서는 우주개발 중장기계획에 따라 개발 중인 KSLV-I 우주발사체가 나로 우주센터에서 발사될 경우를 가정하여 확장칼만필터와 Unscented 칼만필터를 통한 실시간 궤적추정 결과를 비교 분석하였다. 이를 위해 가상의 KSLV-I과 관측 레이더 3기를 바탕으로 실제 궤적을 생성하였으며, 관측자료는 실제 궤적에 관측오차를 고려하여 생성하였다. 이에 대해 초기 추정오차가 작은 경우와 큰 경우로 구분하고, 관측주기가 20Hz와 10Hz인 경우로 나누어 각각 두 필터를 적용해서 성능을 비교하였다. Unscented 칼만필터는 확장칼만필터보다 큰 초기 추정오차에 대해 수렴이 빠르고 정확도가 높으며, 느린 관측주기에도 우수한 성능을 보이는 것을 확인하였다.

자이로 이상상태가 있는 경우의 확장칼만필터를 이용한 무궁화위성 3호의 자세결정 연구 (Study on the Attitude Determination of KOREASAT3 using Extended Kalman Filter about Gyro Anomaly Case)

  • 박영웅;박봉규;방효충
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2002년도 하계학술대회 논문집 D
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    • pp.2258-2261
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    • 2002
  • 본 논문에서는 정지궤도 통신위성인 무궁화위성 3호 버스시스템을 모델로 하여 확장칼만필터를 이용한 자세결정 알고리즘을 개발하였다. 그리고 자이로에 바이어스가 있는 경우 및 자이로가 고장이 난 경우에 대한 결과를 시뮬레이션을 통해 필터의 성능을 검증하였다. 특히, 추정된 상태변수를 이용한 2Hz 자세제어를 동시에 수행하였다.

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