贝叶斯滤波、卡尔曼滤波和粒子滤波的关系

 前面博客介绍了贝叶斯滤波的详细推导,里面说了贝叶斯滤波的缺点是无穷积分没办法准确积分的问题。

缺点也很明显,从 f k − 1 + ( x ) → f k − ( x ) f_{k-1}^+(x)\to f_k^-(x) fk1+(x)fk(x),计算 η \eta η,计算期望 x ^ k \hat{x}_k x^k,都需要做无穷积分,大多数情况下没有解析解。

 后面研究者为了解决这个积分问题,做了不同的假设,引入了不同的方法,于是就产生了各种滤波。

卡尔曼滤波(KF) 、扩展卡尔曼滤波(EKF)、UKF、高斯积分滤波、粒子滤波(蒙特卡洛积分)、直方图滤波等。

{ ① 做 假 设 { 假 设 f ( x k − 1 ) 、 h ( x k ) 为 线 性 , Q k 、 R k 为 正 态 分 布 ⇒ 卡 尔 曼 滤 波 假 设 f ( x k − 1 ) 、 h ( x k ) 非 线 性 , Q k 、 R k 为 正 态 分 布 ⇒ E K F 、 U K F ② 巧 妙 积 分 , 想 办 法 对 无 穷 积 分 做 数 值 积 分 { 粒 子 滤 波 ( 蒙 特 卡 罗 积 分 ) 直 方 图 滤 波 ( 将 曲 线 分 段 成 直 线 ) 高 斯 积 分 ( 不 常 用 ) \begin{cases} ①做假设 \begin{cases} 假设f(x_{k-1})、h(x_k)为线性,Q_k、R_k为正态分布\xRightarrow{}卡尔曼滤波 \\ 假设f(x_{k-1})、h(x_k)非线性,Q_k、R_k为正态分布\xRightarrow{}EKF、UKF \end{cases}\\ \\ ② 巧妙积分,想办法对无穷积分做数值积分\begin{cases} 粒子滤波(蒙特卡罗积分)\\ 直方图滤波(将曲线分段成直线)\\ 高斯积分(不常用) \end{cases} \end{cases} {f(xk1)h(xk)线QkRk f(xk1)h(xk)线QkRk EKFUKF,线线

 这几种滤波里面,以卡尔曼滤波最为著名,虽然现在普遍认为图优化比滤波要好,但是滤波这种思想,还是值得学习的。卡尔曼滤波的详细推导:卡尔曼滤波详细推导
 
 这篇博客大部分参考了b站视频:忠厚老实的王大头
 感谢up主做的视频

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