控制理论与应用
控製理論與應用
공제이론여응용
Control Theory & Applications
2015年
8期
1052-1057
,共6页
王新梅%魏武%刘玮%刘峰%袁银龙
王新梅%魏武%劉瑋%劉峰%袁銀龍
왕신매%위무%류위%류봉%원은룡
鲁棒卡尔曼滤波%特征点图像时延补偿%图像雅可比矩阵时延补偿
魯棒卡爾曼濾波%特徵點圖像時延補償%圖像雅可比矩陣時延補償
로봉잡이만려파%특정점도상시연보상%도상아가비구진시연보상
robust Kalman filtering%the feature point image with time-delay compensation%image Jacobian matrix with time-delay compensation
传统的图像雅可比矩阵估计的方法没有考虑时延因素,因此具有较大的估计误差.为补偿时延带来的影响,提出一种鲁棒卡尔曼滤波的方法,实现时延情况下当前时刻特征点在图像空间中位置和速度的估计,进而得到时延情况下较为准确的图像雅可比矩阵的估值.具体说,特征点在图像空间中当前时刻位置和速度是首先用卡尔曼滤波的方法估计的,但观测噪声的描述却采用了马尔科夫链模型,由此产生了过程噪声和观测噪声的互相关,传统卡尔曼滤波受限.为此,我们引入滤波修正向量并重新定义过程方程及观测方程,结合卡尔曼滤波中噪声的数学特性,得到滤波修正向量消除互相关性,从而构建出鲁棒卡尔曼滤波模型;其次,针对鲁棒卡尔曼滤波模型中存在的无法获得时延期间的观测向量的问题,提出利用多项式拟合出这部分观测向量,该多项式的选取综合考虑了特征点的位置、速度、加速度、加速度的变化率对于特征点轨迹的影响,与实际情况相符;最后,由预测出的当前时刻特征点在图像空间中的位置和速度,实现时延情况下图像雅可比矩阵较为准确的估计.仿真和实验结果验证了本文方法的可行性和优越性.
傳統的圖像雅可比矩陣估計的方法沒有攷慮時延因素,因此具有較大的估計誤差.為補償時延帶來的影響,提齣一種魯棒卡爾曼濾波的方法,實現時延情況下噹前時刻特徵點在圖像空間中位置和速度的估計,進而得到時延情況下較為準確的圖像雅可比矩陣的估值.具體說,特徵點在圖像空間中噹前時刻位置和速度是首先用卡爾曼濾波的方法估計的,但觀測譟聲的描述卻採用瞭馬爾科伕鏈模型,由此產生瞭過程譟聲和觀測譟聲的互相關,傳統卡爾曼濾波受限.為此,我們引入濾波脩正嚮量併重新定義過程方程及觀測方程,結閤卡爾曼濾波中譟聲的數學特性,得到濾波脩正嚮量消除互相關性,從而構建齣魯棒卡爾曼濾波模型;其次,針對魯棒卡爾曼濾波模型中存在的無法穫得時延期間的觀測嚮量的問題,提齣利用多項式擬閤齣這部分觀測嚮量,該多項式的選取綜閤攷慮瞭特徵點的位置、速度、加速度、加速度的變化率對于特徵點軌跡的影響,與實際情況相符;最後,由預測齣的噹前時刻特徵點在圖像空間中的位置和速度,實現時延情況下圖像雅可比矩陣較為準確的估計.倣真和實驗結果驗證瞭本文方法的可行性和優越性.
전통적도상아가비구진고계적방법몰유고필시연인소,인차구유교대적고계오차.위보상시연대래적영향,제출일충로봉잡이만려파적방법,실현시연정황하당전시각특정점재도상공간중위치화속도적고계,진이득도시연정황하교위준학적도상아가비구진적고치.구체설,특정점재도상공간중당전시각위치화속도시수선용잡이만려파적방법고계적,단관측조성적묘술각채용료마이과부련모형,유차산생료과정조성화관측조성적호상관,전통잡이만려파수한.위차,아문인입려파수정향량병중신정의과정방정급관측방정,결합잡이만려파중조성적수학특성,득도려파수정향량소제호상관성,종이구건출로봉잡이만려파모형;기차,침대로봉잡이만려파모형중존재적무법획득시연기간적관측향량적문제,제출이용다항식의합출저부분관측향량,해다항식적선취종합고필료특정점적위치、속도、가속도、가속도적변화솔대우특정점궤적적영향,여실제정황상부;최후,유예측출적당전시각특정점재도상공간중적위치화속도,실현시연정황하도상아가비구진교위준학적고계.방진화실험결과험증료본문방법적가행성화우월성.