重庆理工大学学报(自然科学) ›› 2022, Vol. 36 ›› Issue (11): 176-182.

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针对小车状态感知的卡尔曼滤波多传感器融合算法

任其亮,程昊东   

  1. 重庆交通大学 交通运输学院,重庆 40007
  • 发布日期:2022-12-27
  • 作者简介:任其亮,男,教授,主要从事智能交通研究,Email:cqrql@126.com;通讯作者 程昊东,男,硕士研究生,Email: 17602030@qq.Com

  • Published:2022-12-27

摘要: 为解决视觉传感器和雷达获取小车周边环境信息时的数据漂移问题,引入改进扩 展卡尔曼滤波对多传感器信息进行融合处理,并将其应用在环境感知模型中。根据小车运动特 性建立恒定转率和速度模型,以小车运动实时状态量为输入量构建状态转移函数。以视觉传感 器和雷达自带的里程计坐标系建立传感器测量模型,与小车运动模型相结合追踪小车实时运动 状态,对小车运动数据进行改进扩展卡尔曼滤波交叉融合,根据雷达和视觉传感器测量精确度 的差距,时刻更新相应的噪声协方差矩阵。用搭载 ZED双目摄像头及雷达的四轮非全向小车 模拟实验,并与传统扩展卡尔曼滤波实验结果比较验证模型的有效性。结果表明:使用改进扩 展卡尔曼滤波处理后小车状态曲线更加平滑,数据更为精确,几乎不存在零点漂移。相较改进 扩展卡尔曼滤波,传统扩展卡尔曼滤波的最大误差增大了 55%,平均误差增大了 44%,均方误 差增大了 17%,且运行处理数据时间更长。

关键词: 非全向小车;扩展卡尔曼滤波;环境感知;视觉传感器;雷达

中图分类号: 

  • TB24