卡尔曼滤波案例存在的疑惑

之前看了一篇关于卡尔曼滤波-室内温度的案例,但是这个案例疑惑颇多,自己来回斟酌了好几遍,现在要把这些个问题点出来

案例博客链接:https://blog.csdn.net/zhangquan2015/article/details/79264540

卡尔曼滤波案例存在的疑惑_第1张图片

卡尔曼滤波:首先,建立一个离散的系统,表示如下:

其中,U(k)是系统在k时刻对系统的控制量,如果没有控制,可以为0。


1. 科尔曼滤波:利用系统的过程模型,来预测下一系统的状态。

这里的X(k-1)为k-1上一时刻的状态量。 在室温测量中,没有包含控制变量,所以这一项为0,但是其内容中出现W(k-1),这个部分暂时没搞懂用意是什么(难道说是上一时刻的测量误差,但是既然上一时刻的状态栏知道了,那么这个状态便是最优值,其权重可以通过A来表示,需要加入的是当前时刻的误差<因为误差不相关,所以没有权重>,所以这个猜测不大成立)。

但是可以换一种思路,就是这里写错了。应当写的是W(k)——表示的是高斯白噪声,但是可疑的是上图中这一项还乘有系数。所以不大明白博主的用意。这是第一个疑问。

2. 下面提到了温度测量误差R,但是并没有对Q作说明。一般存在两个误差:一个是状态误差,另一个是测量误差。显然这个Q是状态误差了,结合室温测量的例子——也就是经验误差(人们的经验判断存在一定误差)。这是第二个疑问。

3.先说一下:文中的“快时刻”属于作者笔误,应该是“k时刻”。神奇的是后面这句话,让我摸不着头脑。

“k时刻的温度值的测量值为23.9”、“温度计在该时刻的测量值为24.5℃,偏差为0.4℃”很矛盾。暂且理解为k-1时刻温度为23.9。

接下来是又一次令人看不懂的内容:Pkk-1=Pk-1+Q=0.02.

这里的Pk-1在程序里面赋值0.01,所以Pk-10.01,开头没提。

直接将概率和误差方差相加,有可能是对的,只是我现在还无法理解。

4. 这里K增益也搞不懂

5. 在对X(k)求解的时候,K增益同差值相乘,而且这里用的是24.1(意味着将偏差0.4去掉,可是偏差存在就一定要去掉么,为什么不是加上?好比我说自己身高是172.5cm,偏差是0.5,那么我一定是172咯)。在之前看的文章中K增益都是同X(k)相乘得到观测值Z(k),这里直接使用K增益得到X(k),看不懂。

6. 当然后面求解的k时刻的偏差自然也是看不懂的;

7. 最后谈到是用来求解Z(k+1)的,那么问题来了,Z(k)不要求了么?


卡尔曼滤波整个思路还在学习研究中,这些东西后续会尝试着去解决,等真正理解卡尔曼滤波器会详细介绍一下。

期待下次更新

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