位置と速度を観測値とする位置のn階微分値を一定とする追尾フィルタの過渡応答

小菅 義夫  古賀 禎  宮崎 裕己  秋田 学  稲葉 敬之  

誌名
電子情報通信学会論文誌 B   Vol.J98-B   No.11   pp.1221-1229
発行日: 2015/11/01
Online ISSN: 1881-0209
DOI: 
論文種別: 論文
専門分野: 航行・誘導・制御方式
キーワード: 
追尾フィルタ,  重み付き最小自乗法,  初期値,  過渡応答,  初期化,  目標速度観測値,  

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あらまし: 
目標の位置・速度などの真値を推定する追尾フィルタの初期状態での過渡応答について述べる.この性能の改善には,位置のほかに,速度を観測値とする方法が考えられる.実際,等速直線運動モデルや等加速度運動モデルを使用したカルマンフィルタにおいて,初期値を工夫すれば,速度を観測値とすることにより追尾性能が改善可能である.しかし,等ジャーク(加速度の時間微分値)などのより高次の運動モデルについての報告はない.本論文では,目標からの三次元の位置及び速度を観測値とし,サンプリング間隔は不定とした追尾フィルタを重み付き最小自乗法より導出する.なお,目標位置ベクトルのn階時間微分値が一定とした運動モデルを使用した.ここで,nが1のときは等速直線運動モデル,nが2のときは等加速度運動モデルである.また,提案方法では,異なる時刻の約n/2個の観測値から,カルマンフィルタにも使用可能な初期値が算出可能であることを示した.更に,サンプリング間隔あるいは観測精度によらず,速度観測値の使用により,平滑性能は,位置のみを観測値とする場合よりよくなること示した.