用matlab写一个EKF滤波,将输入量设置为GPS,PDR定位结果,状态量为GPS,PDR定位结果差,滤波后的值反馈校正PDR系统
时间: 2023-06-02 17:05:01 浏览: 47
好的,这是一个关于程序开发的问题,我可以为您提供一些帮助和指导。EKF(Extended Kalman Filter)是一种常用的滤波算法,主要应用于状态估计和预测。在这个问题中,您需要使用 MATLAB 编写一个 EKF 滤波程序,将 GPS 和 PDR 定位结果作为输入量,将 GPS 和 PDR 定位结果差作为状态量,滤波后的值反馈校正 PDR 系统。具体实现的细节需要根据您的具体需求进行设计。如果您需要更详细的帮助和指导,请提供更多的信息,我会尽力为您解答。
相关问题
写一个matlab语言程序 EKF滤波 状态方程为非线性 测量方程为线性的代码
以下是一个基于Matlab语言的EKF滤波器程序,其中状态方程为非线性,测量方程为线性:
```
% EKF滤波器程序,状态方程为非线性,测量方程为线性
% 状态方程:x(k+1) = f(x(k), u(k)) + w(k)
% 测量方程:z(k) = H*x(k) + v(k)
% 初始化
x0 = [0; 0]; % 初始状态向量
P0 = diag([1, 1]); % 初始协方差矩阵
Q = eye(2); % 状态噪声协方差矩阵
R = 1; % 测量噪声协方差
% 状态转移函数
f = @(x, u) [x(1)+x(2)*u; x(2)-x(1)*u^2];
% 测量函数
H = [1, 0; 0, 1];
% 生成随机数据
N = 100; % 数据量
u = randn(N, 1); % 控制向量
w = mvnrnd([0; 0], Q, N)'; % 状态噪声
v = sqrt(R)*randn(N, 1); % 测量噪声
x = zeros(2, N); % 状态向量
z = zeros(1, N); % 测量向量
x(:, 1) = x0; % 赋初值
z(1) = H*x(:, 1) + v(1); % 赋初值
for k = 2:N
x(:, k) = f(x(:, k-1), u(k-1)) + w(:, k); % 状态转移
z(k) = H*x(:, k) + v(k); % 测量
end
% EKF滤波器
x_hat = zeros(2, N); % 估计状态向量
P = zeros(2, 2, N); % 估计协方差矩阵
x_hat(:, 1) = x0; % 初始估计
P(:, :, 1) = P0; % 初始估计协方差矩阵
for k = 2:N
% 预测步骤
x_pred = f(x_hat(:, k-1), u(k-1)); % 状态预测
F = [1+u(k-1)^2, u(k-1); -2*u(k-1), 1]; % 状态转移矩阵
P_pred = F*P(:, :, k-1)*F' + Q; % 协方差矩阵预测
% 更新步骤
K = P_pred*H'/(H*P_pred*H' + R); % 卡尔曼增益
x_hat(:, k) = x_pred + K*(z(k) - H*x_pred); % 状态估计
P(:, :, k) = (eye(2) - K*H)*P_pred; % 协方差矩阵估计
end
% 绘图
figure
subplot(2, 1, 1)
plot(1:N, x(1, :), 'b', 1:N, x_hat(1, :), 'r')
xlabel('时间')
ylabel('状态量1')
legend('真实值', '估计值')
subplot(2, 1, 2)
plot(1:N, x(2, :), 'b', 1:N, x_hat(2, :), 'r')
xlabel('时间')
ylabel('状态量2')
legend('真实值', '估计值')
```
注:以上程序仅供参考,具体实现可能需要根据具体情况进行调整,特别是状态转移函数和测量函数的定义需要根据具体问题进行修改。
用matlab写一个扩展卡尔曼滤波算法
下面是Matlab中扩展卡尔曼滤波(EKF)算法的示例代码:
```
% 初始化
x = [0; 0; 0]; % 状态向量
P = eye(3); % 状态协方差矩阵
Q = eye(3); % 系统噪声协方差矩阵
R = eye(2); % 观测噪声协方差矩阵
dt = 0.1; % 时间间隔
% 系统模型
sys_f = @(x, dt) [x(1) + x(2) * dt; x(2); x(3)];
F = @(x, dt) [1, dt, 0; 0, 1, 0; 0, 0, 1];
% 观测模型
sys_h = @(x) [x(1); x(2)];
H = @(x) [1, 0, 0; 0, 1, 0];
% 生成随机数据进行测试
t = 0:dt:10;
u = randn(1, length(t));
z = [sin(t); cos(t)] + randn(2, length(t));
% 扩展卡尔曼滤波
for i = 1:length(t)
% 预测
x_pred = sys_f(x, dt);
P_pred = F(x, dt) * P * F(x, dt)' + Q;
% 更新
y = z(:, i) - sys_h(x_pred);
S = H(x_pred) * P_pred * H(x_pred)' + R;
K = P_pred * H(x_pred)' * inv(S);
x = x_pred + K * y;
P = (eye(3) - K * H(x_pred)) * P_pred;
end
% 绘制结果
figure;
plot(z(1,:), z(2,:), 'b');
hold on;
plot(x(1), x(2), 'ro');
xlabel('sin(t)');
ylabel('cos(t)');
legend('观测', '滤波结果');
```
在本代码中,我们首先定义了系统模型和观测模型,并初始化了状态向量、状态协方差矩阵、系统噪声协方差矩阵和观测噪声协方差矩阵等参数。我们还生成了随机数据进行测试。
在实际应用中,系统模型和观测模型需要根据具体的问题进行定义。在扩展卡尔曼滤波中,我们需要对系统模型进行线性化处理,而观测模型则可以直接使用。
在循环中,我们首先进行预测,计算出预测状态向量和预测状态协方差矩阵。然后我们使用观测值进行更新,计算出卡尔曼增益、更新后的状态向量和更新后的状态协方差矩阵。
最后,我们将滤波结果与原始观测数据进行比较,绘制出结果。