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Kalman滤波通俗理解和实际应用

新机器视觉  · 公众号  · 科技自媒体  · 2024-12-13 17:07

主要观点总结

文章详细解释了卡尔曼滤波的原理和应用,包括其解决什么问题,姿态估计问题,计算流程和详细推导。

关键观点总结

关键观点1: 卡尔曼滤波是一种利用线性系统状态方程,通过系统输入输出观测数据,对系统状态进行最优估计的算法。

文章介绍了卡尔曼滤波的基本定义和原理,包括其如何应用于线性系统状态的最优估计。

关键观点2: 姿态估计问题被引出作为应用卡尔曼滤波的一个实例。

文章通过姿态估计问题展示了卡尔曼滤波在实际应用中的意义和价值。

关键观点3: 文章提供了卡尔曼滤波的计算流程和详细推导。

文章中包含了从状态方程、观测方程到计算流程以及各个矩阵的含义的详细解释,便于读者理解卡尔曼滤波的具体实现。

关键观点4: 文章强调了学术分享的性质,如有侵权请联系删文。

文章最后强调了分享的目的和知识产权的尊重,提醒读者如有侵权应及时联系作者或进行删文。


正文

作者 | 南叔先生 编辑 | 自动驾驶技术网

原文链接:http://t.csdn.cn/s8RaT

0 1

Kalman用于解决什么的问题

卡尔曼 滤波是一种利用 线性系统 状态方程,通过系统输入输出观测数据,对 系统状态 进行最优估计的算法。由于观测数据中包括系统中的噪声和干扰的影响,所以最优估计也可看作是 滤波 过程。

人话就是:线性数学模型算出预测值+传感测量值=更准确的测量值。


0 2

先来看一下姿态估计问题


0 3

看几个例子

(1)例题1


(2)例题2——运动模型,写出匀加速运动的状态转移方程

第一步,根据基本的物理运动方程,写出状态方程

第二步,写出观测方程模型

我开始也不明白这个观测方程是啥意思,实际上这是模拟传感器的测量值,S代表位移,V代表误差。这里代表目标测量量为位移。

第三步,将第一步和第二步的状态方程与观测方程写成矩阵形式

根据对应关系,可以得到系数:

其中 A 叫做 状态转移矩阵 G 叫做 控制矩阵 H 叫做 预测矩阵

给定一个初值,就可以迭代得到后面的值了。

0 4

计算流程

0 5

详细推导







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