卡尔曼滤波公式总结

引入一个离散控制过程系统:
X ( k ) = A X ( k − 1 ) + B U ( k ) + W ( k ) X_{(k)}=AX_{(k-1)}+BU_{(k)}+W_{(k)} X(k)=AX(k1)+BU(k)+W(k)

系统测量值:
Z ( k ) = H X ( k ) + V ( k ) Z_{(k)}=HX_{(k)}+V_{(k)} Z(k)=HX(k)+V(k)
卡尔曼5个核心公式:

基于上一时刻进行的计算:
(1) 系 统 状 态 值 : X ( k ∣ k − 1 ) = A X ( k − 1 ∣ k − 1 ) + B U ( k ) 系统状态值: X_{(k|k-1)} = AX_{(k-1|k-1)}+BU_{(k)} \tag{1} :X(kk1)=AX(k1k1)+BU(k)(1)

(2) 系 统 协 方 差 : P ( k ∣ k − 1 ) = A P ( k − 1 ∣ k − 1 ) A ′ + Q 系统协方差: P_{(k|k-1)} = AP_{(k-1|k-1)}A'+Q \tag{2} :P(kk1)=AP(k1k1)A+Q(2)

然后对当前时刻进行更新:

(3) X ( k ∣ k ) = X ( k ∣ k − 1 ) + K g ( k ) ( Z ( k ) − H X ( k ∣ k − 1 ) ) X_{(k|k)}=X_{(k|k-1)}+Kg_{(k)}(Z_{(k)}-HX_{(k|k-1)}) \tag{3} X(kk)=X(kk1)+Kg(k)(Z(k)HX(kk1))(3)

(4) 其 中 K g ( k ) = P ( k ∣ k − 1 ) H ’ H P ( k ∣ k − 1 ) H ’ + R 其中Kg_{(k)}=\frac{P_{(k|k-1)}H’}{HP_{(k|k-1)}H’+R} \tag{4} Kg(k)=HP(kk1)H+RP(kk1)H(4)

(5) P ( k ∣ k ) = ( I − K g ( k ) H ) P ( k ∣ k − 1 ) P_{(k|k)}=(I-Kg_{(k)}H)P_{(k|k-1)} \tag{5} P(kk)=(IKg(k)H)P(kk1)(5)

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