【卡尔曼滤波器】_DR_CAN合集
学习笔记
对于一个经过离散化的包含过程噪声和测量噪声的状态空间方程:
其中过程噪声符合正态分布:
其中测量噪声符合正态分布:
举例:
忽略模型的过程噪声,根据上一时刻状态(后验估计),计算下一时刻状态,定义为先验估计:
忽略传感器的测量噪声,根据传感器测量得到的状态Z,反推状态X,定义为测量估计:
上述两个状态,
- 前者为忽略过程噪声利用模型对X的
预测
, - 后者为忽略测量噪声利用传感器对X的
测量
,
利用卡尔曼滤波器对两者进行数据融合(Data Fusion),得到后验估计:
其中
- 当 时, 即: 估计值 -> 预测值
- 当 时, 即: 估计值 -> 测量值
如若定义,则可消除广义逆矩阵:
其中
- 当 时, 即: 估计值 -> 预测值
- 当 时, 即: 估计值 -> 测量值
要找到一个使得估计值尽可能接近实际值,即:
即要使得估计误差最小:
既要使得估计误差的方差最小、协方差矩阵最小、协方差矩阵的迹最小:
总之,就是要找到一个,使其估计误差最小,只需使估计误差的方差的迹最小,即:
其中
转置性质
其中
其中:
所以
其中
说明两矩阵对角线元素相同,所以
所以
由于
举例
由于
举例
所以
第项第项第项第项所以
第项第项第项第项第项第项第项第项所以最终得到:
其中
- 测量误差
或
先验估计误差 - 测量误差
或
先验估计误差 - 则: