卡尔曼滤波

    技术2024-10-17  5

    Kalman Filter是一个高效的递归滤波器,它可以实现从一系列的噪声测量中,估计动态系统的状态。起源于Rudolf Emil Kalman在1960年的博士论文和发表的论文《A New Approach to Linear Eiltering and Prediction Problems》(《线性滤波与预测问题的新方法》)。并且最先在阿波罗登月计划轨迹预测上应用成功,此后kalman filter取得重大发展和完善。它的广泛应用已经超过30年,包括机器人导航,控制。传感器数据融合甚至在军事方面的雷达系统以及导弹追踪等等,近年来更被广泛应用于计算机图像处理,例如头脸识别,图像分割,图像边缘检测等等。 kalman filter最优化递归估计 Kalman filter是一个“optimal recursive data processing algorithm(最优化递归数据处理方法)”。对于解决很大部分的问题,他是最优,效率最高甚至是最有用的方法。而kalman filter最为核心的内容是体现它最优化估计和递归特点的5条公式。举一个例子来详细说明5条公式的物理意义。 假设我们要研究的对象是某一个房间的温度信号。对于室温来说,一分钟内或一小段时间内的值是基本上不变的或者变化范围很小。也就是说 时刻的温度 和 时刻的温度 基本不变,即 T1 = T2。在这个过程中,因为毕竟温度还是有所改变的,设有几度的偏差。我们把这几度的偏差看成是高斯白噪声 w(t),也就是说 , 。除此之外我们在用一个温度计来实时测量房间的温度值 Z,但由于量具本身的误差,所测得的温度值也是不准确的,也会和实际值偏差几度,把这几
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