对卡尔曼滤波的理解

原创
2024/05/13 22:53
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kalman卡尔曼滤波

1.αβγ滤波可以变形为:x = w*xp + (w-c)*z ,可以看出他就是预测值和测量值的加权平均的思想。

2.αβγ滤波时卡尔曼滤波的特例。在线性、高斯噪声、时不变条件下两者是等价的。αβγ滤波卡尔曼增益固定的滤波。卡尔曼滤波的K值与输入测量值无关,只与Q、R相关,很快就会收敛为固定值。卡尔曼滤波实际上给出了αβγ滤波的数学解释,并给出了超参数的物理意义。

3.卡尔曼滤波可以通过最大似然估计来推导。即让观测值的概率最大,其实就是误差的均方根最小。通过给表达式求导,让导数为零。化简后变成卡尔曼滤波的形式。

扩展卡尔曼滤波

3.实际问题时预测函数和测量函数可能不是线性的。这时的算法叫做扩展卡尔曼滤波。将非线性函数泰勒展开: 忽略高此项:

2.可以整理成线性卡尔曼的形式,只是多了一个常数项。

将常量移到左边,可以继续用卡尔曼的求解公式。

此时的H叫做雅可比矩阵。其行对应对每个状态维的偏导,行对应到其输出的观测量。

4.而扩展卡尔曼的H(雅可比矩阵)只用来计算K(卡尔曼增益)。测量函数h是已知函数,根本不需要线性近似。

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