简单无迹kalman的matlab程序,卡尔曼滤波原理及应用——MATLAB仿真

时间: 2023-10-27 13:04:34 浏览: 41
以下是一个简单的无迹卡尔曼滤波的 MATLAB 程序: ```matlab function [x, P] = ukf_filter(z, x0, P0, Q, R, ffun, hfun) % UKF_FILTER Unscented Kalman Filter for nonlinear dynamic systems % % [x, P] = ukf_filter(z, x0, P0, Q, R, ffun, hfun) % % INPUTS % z - measurements (column vector) % x0 - initial state (column vector) % P0 - initial covariance matrix % Q - process noise covariance matrix % R - measurement noise covariance matrix % ffun - function handle to state transition function % hfun - function handle to measurement function % % OUTPUTS % x - state estimate (column vector) % P - state covariance matrix n = length(x0); % Define scaling parameters alpha = 1e-3; kappa = 0; beta = 2; % Calculate sigma points L = chol(P0)'; X = [zeros(n,1), L, -L]; X = sqrt(n+lambda)*X + x0(:,ones(2*n+1,1)); % Calculate weights lambda = alpha^2*(n+kappa)-n; Wm = [lambda/(n+lambda), 0.5/(n+lambda)*ones(1,2*n)]; Wc = Wm; Wc(1) = Wc(1) + (1-alpha^2+beta); c = sqrt(n+lambda); % Initialize state estimate and covariance x = x0; P = P0; % Perform unscented Kalman filtering for k = 1:length(z) % Propagate sigma points through state transition function X = ffun(X); % Calculate predicted state and covariance x_pred = X*Wm'; P_pred = zeros(n,n); for j = 1:2*n+1 P_pred = P_pred + Wc(j)*(X(:,j)-x_pred)*(X(:,j)-x_pred)'; end P_pred = P_pred + Q; % Propagate sigma points through measurement function Y = hfun(X); % Calculate predicted measurements and innovation covariance z_pred = Y*Wm'; S = zeros(length(z_pred),length(z_pred)); for j = 1:2*n+1 S = S + Wc(j)*(Y(:,j)-z_pred)*(Y(:,j)-z_pred)'; end S = S + R; % Calculate cross-covariance matrix Pxy = zeros(n,length(z_pred)); for j = 1:2*n+1 Pxy = Pxy + Wc(j)*(X(:,j)-x_pred)*(Y(:,j)-z_pred)'; end % Calculate Kalman gain K = Pxy/S; % Update state estimate and covariance x = x_pred + K*(z(k)-z_pred); P = P_pred - K*S*K'; end ``` 其中,输入参数为: - `z`:测量向量(列向量)。 - `x0`:初始状态向量(列向量)。 - `P0`:初始协方差矩阵。 - `Q`:过程噪声协方差矩阵。 - `R`:测量噪声协方差矩阵。 - `ffun`:状态转移函数的函数句柄。 - `hfun`:测量函数的函数句柄。 输出参数为: - `x`:状态估计向量(列向量)。 - `P`:状态协方差矩阵。 这个程序实现了一个无迹卡尔曼滤波器,可以用于非线性动态系统的状态估计。

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