モンテカルロ・フィルタと加速度信号による振り子の状態推定(ブロードバンド無線アクセス技術,信号処理,無線通信一般)

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概要

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振り子に取り付けた加速度計からの信号を観測して、傾き角度と角速度をモンテカルロフィルタにより推定する。振り子をある角度で停止させると、重力の効果により容易に傾斜角が測定できる。しかし、運動状態では遠心力等各種の力が発生し、加速度信号には角速度の二乗成分が含まれ、これらは状態変数の非線形関数となる。また、振り子にかかる外乱も正規性の雑音とは言い難い場合も生ずる。このような状況下での状態推定にはモンテカルロフィルタ(Particle Filtering)が有効である。この論文では、システム雑音と観測雑音は正規性であると仮定する。モンテカルロフィルタの構成の中で、フィルタ値を求める際に、標本平均と分散を推定し、それを基にリサンプリングを実施する方法を提案している。推定の状況をシミュレーションにより検討し、加速度計信号だけから、角度と角速度が推定できる事を示す。
2009-01-15

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