对卡尔曼滤波的理解

自己的理解

什么是滤波器

所谓滤波就是从混合在一起的诸多信号中提取出所需要的信号。
所谓估计就是根据测量得出的与状态$X(t)$有关的数据$Z(t)=HX(t)+V(t)$解算出$X(t)$的值。估计的方法有很多,但每个方法都有一个准则。例如最小二乘估计的指标是:使各次量测$Z_i$与由估计$X$确定的量测的估计$Z=HX$之差的平方和最小。
而卡尔曼滤波估计是最小方差估计,

量测方程

看了三天的姿态融合,才明白量测方程,这个坑还挺大的。
看网上的通俗的理解,有一个估计房间温度的例子,需要一个自己的估计值和一个温度计的测量值,两个值都不太准,所以需要卡尔曼滤波综合考虑每个值,最后给出一个最优估计值。
这个例子其实很好,但是总给人一种感觉,就是我想要估计的状态量必须也能测量$Z=X$,也就是我必须能够测量温度,来当做量测值。但这其实是不对的,实际情况下,我要估计的值并不能量测出来,不信你看量测方程$Z(t)=HX(t)+V(t)$这里还有个$H$,如果$H$不是单位矩阵,那么$Z$和$X$就不相等。拿惯导融合做例子:
INS和GNSS融合时,状态量是$\Delta X$,而量测值是$X_I-X_G$,这时你可能就不理解了,其实,真正的量测值是$\Delta X_I-\Delta X_G$,这个很容易推导的,那为什么是$\Delta X_I-\Delta X_G$呢,因为$\Delta X_I-\Delta X_G$,可以用$\Delta X$线性表示,不信可以看$H$中的具体值是什么。到这里如果还想继续深入理解,就只能看量测方程的推导了。

您的支持将鼓励我继续创作!