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对网站建设有什么样好的建设意见/seo关键词挖掘工具

admin2025/6/4 7:11:20news

简介对网站建设有什么样好的建设意见,seo关键词挖掘工具,吴中区建设局招标网站,成都网站建设网络公司系列文章目录 卡尔曼滤波(1):状态更新方程的推导 卡尔曼滤波(2):让算法运转起来 文章目录系列文章目录前言一、明确变量是否已知1.状态值与测量值2.协方差矩阵二、让算法运转起来总结前言 在上一篇文章中,我们展示了卡尔曼滤波状态更新方程…

对网站建设有什么样好的建设意见,seo关键词挖掘工具,吴中区建设局招标网站,成都网站建设网络公司系列文章目录 卡尔曼滤波(1):状态更新方程的推导 卡尔曼滤波(2):让算法运转起来 文章目录系列文章目录前言一、明确变量是否已知1.状态值与测量值2.协方差矩阵二、让算法运转起来总结前言 在上一篇文章中,我们展示了卡尔曼滤波状态更新方程…

系列文章目录

卡尔曼滤波(1):状态更新方程的推导
卡尔曼滤波(2):让算法运转起来


文章目录

  • 系列文章目录
  • 前言
  • 一、明确变量是否已知
    • 1.状态值与测量值
    • 2.协方差矩阵
  • 二、让算法运转起来
  • 总结


前言

在上一篇文章中,我们展示了卡尔曼滤波状态更新方程的推导思路,并得到状态更新方程:
X^(k+1/k+1)=X^(k+1/k)+K(k+1)Z~(k+1/k)\hat{X}(k+1/k+1) = \hat{X}(k+1/k) + K(k+1) \tilde{Z}(k+1/k) X^(k+1/k+1)=X^(k+1/k)+K(k+1)Z~(k+1/k)
其中,
K(k+1)=P(k+1/k)HT(k+1)S−1(k+1/k)S(k+1/k)=H(k+1)PT(k+1/k)HT(k+1)+R(k+1)\begin{aligned} K(k+1) &= P(k+1/k)H^T(k+1)S^{-1}(k+1/k) \\ S(k+1/k) &= H(k+1)P^T(k+1/k)H^T(k+1) + R(k+1) \end{aligned} K(k+1)S(k+1/k)=P(k+1/k)HT(k+1)S1(k+1/k)=H(k+1)PT(k+1/k)HT(k+1)+R(k+1)
本文,我们给出卡尔曼滤波算法的具体实现流程,让算法能够运转起来!


一、明确变量是否已知

1.状态值与测量值

“状态”是物体固有的变化属性,故状态值是无法直接获得的,只能进行估计。与之相对的,经过工具测量,我们获得的数据为“量测”,故量测值是可以直接通过测量获得的。那么,

变量说明
X(k)X(k)X(k)未知
X^(k/k)\hat{X}(k/k)X^(k/k)kkk时刻通过状态更新方程获得,在k,k+1,⋯k,k+1,\cdotsk,k+1,时刻已知
X^(k+1/k)\hat{X}(k+1/k)X^(k+1/k)k+1k+1k+1时刻通过状态预测方程获得,在k+1,k+2,⋯k+1,k+2,\cdotsk+1,k+2,时刻已知
Z(k)Z(k)Z(k)kkk时刻直接测量获得,在k,k+1,⋯k,k+1,\cdotsk,k+1,时刻已知

2.协方差矩阵

首先,对于过程噪声的协方差矩阵Q(k)Q(k)Q(k)和量测噪声的协方差矩阵R(k)R(k)R(k),二者是无法获得的,通常作为先验参数进行设置。
其次,状态协方差矩阵P(j/k)P(j/k)P(j/k)和量测协方差S(j/k)S(j/k)S(j/k)具有“统计意义”,即依据定义,二者是通过“均值”得到的。因此,对于少量样本数据,二者也是无法直接获得的,通常通过先验参数和递推公式进行计算。那么,

变量说明
P(0/0),Q(k),R(k)P(0/0),Q(k),R(k)P(0/0),Q(k),R(k)先验参数,人为设定
P(k/k−1),k≥1P(k/k-1), k \geq 1P(k/k1),k1kkk时刻通过P(k−1/k−1)P(k-1/k-1)P(k1/k1)计算获得,在k,k+1,⋯k,k+1,\cdotsk,k+1,时刻已知
P(k/k),k≥1P(k/k), k \geq 1P(k/k),k1kkk时刻通过P(k/k−1)P(k/k-1)P(k/k1)计算获得,在k,k+1,⋯k,k+1,\cdotsk,k+1,时刻已知
S(k/k−1),k≥1S(k/k-1), k \geq 1S(k/k1),k1kkk时刻通过P(k/k)P(k/k)P(k/k)计算获得,在k,k+1,⋯k,k+1,\cdotsk,k+1,时刻已知

二、让算法运转起来

步骤序号公式说明
0P(0/0)=P0P(0/0)=P_0P(0/0)=P0,X(0/0)=X0X(0/0)=X_0X(0/0)=X0,Q(k)=Q0Q(k)=Q_0Q(k)=Q0,R(k)=R0R(k)=R_0R(k)=R0,G(k)=G0G(k)=G_0G(k)=G0变量初始化,设定初始值,设定先验参数
1P(k+1/k)=Φ(k+1)P(k/k)ΦT(k+1)+G(k)Q(k)GT(k)P(k+1/k) = \Phi(k+1)P(k/k)\Phi^T(k+1) + G(k)Q(k)G^T(k)P(k+1/k)=Φ(k+1)P(k/k)ΦT(k+1)+G(k)Q(k)GT(k)计算状态预测协方差矩阵
2S(k+1/k)=H(k+1)P(k+1/k)HT(k+1)+R(k+1)S(k+1/k) = H(k+1)P(k+1/k)H^T(k+1) + R(k+1)S(k+1/k)=H(k+1)P(k+1/k)HT(k+1)+R(k+1)计算量测预测协方差矩阵
3K(k+1)=P(k+1/k)HT(k+1)S−1(k+1/k)K(k+1)=P(k+1/k)H^T(k+1)S^{-1}(k+1/k)K(k+1)=P(k+1/k)HT(k+1)S1(k+1/k)计算卡尔曼增益
4X^(k+1/k)=Φ(k)X^(k/k)+Γ(k)u(k)\hat{X}(k+1/k) = \Phi(k)\hat{X}(k/k) + \Gamma(k)u(k)X^(k+1/k)=Φ(k)X^(k/k)+Γ(k)u(k),或者,X^(k+1/k)=Φ(k)X^(k/k)\hat{X}(k+1/k) = \Phi(k)\hat{X}(k/k)X^(k+1/k)=Φ(k)X^(k/k)获得k+1k+1k+1时刻状态预测值
5Z~(k+1/k)=Z(k+1)−Z^(k+1/k)=Z(k+1)−H(k+1)X^(k+1/k)\begin{aligned} \tilde{Z}(k+1/k)&=Z(k+1)-\hat{Z}(k+1/k) \\ &= Z(k+1)-H(k+1)\hat{X}(k+1/k)\end{aligned}Z~(k+1/k)=Z(k+1)Z^(k+1/k)=Z(k+1)H(k+1)X^(k+1/k)获得k+1k+1k+1时刻量测预测误差
6X^(k+1/k+1)=X^(k+1/k)+K(k+1)Z~(k+1/k)\hat{X}(k+1/k+1) = \hat{X}(k+1/k) + K(k+1) \tilde{Z}(k+1/k)X^(k+1/k+1)=X^(k+1/k)+K(k+1)Z~(k+1/k)获得k+1k+1k+1时刻状态滤波值(目标)
7P(k+1/k+1)=P(k+1/k)−K(k+1)H(k+1)P(k+1/k)P(k+1/k+1) = P(k+1/k)-K(k+1)H(k+1)P(k+1/k)P(k+1/k+1)=P(k+1/k)K(k+1)H(k+1)P(k+1/k)获得k+1k+1k+1时刻状态滤波协方差矩阵(用于下一时刻状态预测协方差矩阵的计算)
8k=k+1k=k+1k=k+1,跳转到步骤1开始下一时刻的循环

总结

以上列举了卡尔曼滤波算法的实现流程。