卡尔曼估计实际由两个过程组成:预测与校正,在预测阶段,滤波器使用上一状态的估计,做出对当前状态的预测。在校正阶段,滤波器利用对当前状态的观测值修正在预测阶段获得的预测值,以获得一个更接进真实值的新估计值。
1、变量说明
:卡尔曼估计值
:卡尔曼估计误差协方差矩阵
:预测误差协方差矩阵
:卡尔曼增益
:测量余量
2、卡尔曼滤波器计算过程
更新协方差估计:
观察以上六个式子,我们使用过程中关键要明白
,
的算法原理,及
的更新算法
3、卡尔曼滤波算法详细推导
从协方差矩阵开始说起,真实值与预测值之间的误差为
预测误差协方差矩阵为
真实值与估计值之间的误差为
卡尔曼估计误差协方差矩阵为
将
代入得到
其中
,并将预测误差协方差矩阵代入,得到
卡尔曼滤波本质是最小均方差估计,而均方差是
的迹,将上式展开并求迹
最优估计
使
最小,所以上式两边对
求导
套用第一节中提到的那两个矩阵微分公式,得到
令上式等于0,得到
到此,我们就知道了卡尔曼增益是怎么算出来的了,但是又有问题,
是怎么算的呢?
总结卡尔曼滤波的更新过程为
1步,首先
,
已知,然后由
算出
,再由
算出
,有了这些参数后,结合观测值就能估计出
,再利用
更新
2步,然后下次更新过程为由
算出
,再由
算出
,有了这些参数后,结合观测值就能估计出
,再利用
更新
......
n步,由
算出
,再由
算出
,有了这些参数后,结合观测值就能估计出
,再利用
更新
这就是卡尔曼滤波器递推过程。
至于
的算法,
将
代入上式右边最后一项中 ,
保持原样
网上搜索有关
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滤波
器中P,Q,R矩阵的设置,感觉讲述得比较笼统。又因为我要使用雷达目标跟踪方面使用
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器,因此针对雷达中目标匀速运动的情况来说明一下P,Q,R矩阵的设置。
本文来自公众号“——————目标跟踪中,在数据关联后往往要进行
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。数据关联
算法
得到了每个目标的观测数据。
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使用关联的观测数据来估计目标的状态,并预测目标的未来位置和速度等信息。目标跟踪过程中,测量数据通常会受到各种噪声的影响,例如传感器噪声、环境干扰等。
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器可以通过对测量数据和系统模型的加权处理来减少噪声的影响,提供更准确的目标状态估计。1、
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简介
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用来估计带噪信号中隐藏的真实信息。
目录1.
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入门2.学
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的必备知识2.1.状态空间表达式2.2.高斯分布2.3.方差2.4.超参数2.5.
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直观图解3.
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3.1.
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公式理解3.2.调节超参数3.2.1.Q和R的取值3.2.2.P0和X0的取值3.2.3.
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的使用...
1. 概率论相关知识
这一节主要叙述概率论的一些相关基础知识,包括全概率公式、贝叶斯公式、协方差矩阵、二维高斯分布等等,对这些熟悉的可以直接跳到第二节
1.1 全概率公式与贝叶斯公式
1.2 协方差矩阵
1.3 二维高斯分布
2. 贝叶斯(Bayes)
滤波
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是基于贝叶斯
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的一种改进,这里先说明一下贝叶斯
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的相关原理。
2.1 变量定义
运动过程一般需要用到的变量主要有3个:
xi\boldsymbol x_ixi表示iii时刻的状态。比如在运动的机器人中,表示机器人当前的位姿
zi\bold
本教程来源于bibili up主DR_CAN的笔记整理,建议读者配合视频食用,视频链接如下:【
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器】1_递归
算法
_Recursive Processing_哔哩哔哩_bilibili在此非常感谢DR_CAN老师精彩讲解,在此表示崇高的敬意。
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算法
实际是一个观测器,可以用来估计下一个状态,具有非常好的实时性。其公式为:假定我们要对一个未知长度的物体进行测量,每次的测量值为ZkZ_kZk,取前kkk次的平均值作为当前的估计值(最优估计),则可得到以下公式:xk^=Z1+Z2+....+Zkk=
状态是指在系统中可决定系统状态、最小数目变量的有序集合。 而所谓状态空间则是指该系统全部可能状态的集合。
状态空间表示法
即为一种将物理系统表示为一组输入、输出及状态的数学模式,而输入、输出及状态之间的关系可用许多一阶微分方程来描述。
为了使数学模式不受输入、输出及状态的个数所影响,输入、输出及状态都会以向量的形式表示,而微分方程(若是线性非时变系统,可将微分方程转变为代数方程)则会以矩阵的形式来来表示。
状态转移矩阵 (转移概率矩阵)
状态转移是指客观事物由一种状态转
什么是
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?
对于这个
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器,我们几乎可以下这么一个定论:只要是存在不确定信息的动态系统,
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就可以对系统下一步要做什么做出有根据的推测。即便有噪声信息干扰,
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通常也能很好的弄清楚究竟发生了什么,找出现象间不易察觉的相关性。
因此
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非常适合不断变化的系统,它的优点还有内存占用较小(只需保留前一个状态)、速度快,是实时问题和嵌入式系统的理想选择。
如果你曾经Goog...