卡尔曼滤波更新协方差矩阵的多个形式
时间: 2023-08-22 13:12:24 浏览: 256
卡尔曼滤波概述、原理及应用.pdf
卡尔曼滤波更新协方差矩阵有多种形式,取决于系统模型的具体形式以及观测模型的类型。以下是一些常见的形式:
1. 离散时间线性系统的卡尔曼滤波:
- 无控制输入的情况下,协方差矩阵的更新公式为:
P = A * P * A^T + Q
其中,P为先验估计的协方差矩阵,A为状态转移矩阵,Q为过程噪声的协方差矩阵。
- 带有控制输入的情况下,协方差矩阵的更新公式为:
P = A * P * A^T + B * U * B^T + Q
其中,U为控制输入向量,B为控制输入矩阵。
2. 非线性系统的卡尔曼滤波(扩展卡尔曼滤波):
在非线性系统中,状态转移和观测模型可以通过非线性函数进行描述。扩展卡尔曼滤波(EKF)使用线性化的近似来处理非线性模型。在EKF中,卡尔曼滤波的更新步骤与离散时间线性系统类似,但是将非线性函数的雅可比矩阵(即状态转移和观测模型的偏导数)作为线性近似的因子。
3. 非线性系统的卡尔曼滤波(无迹卡尔曼滤波):
无迹卡尔曼滤波(UKF)是另一种处理非线性系统的方法。UKF通过使用一组特殊选择的样本点(称为Sigma点)来近似非线性函数的统计特性。UKF中的协方差矩阵更新步骤与线性系统类似,但是使用Sigma点来计算均值和协方差的近似值。
这些是卡尔曼滤波更新协方差矩阵的一些常见形式,具体使用哪种形式取决于系统模型和观测模型的特点。
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