两个矢量风预测值通过卡尔曼滤波建模,得到一个矢量风的python实现
时间: 2023-07-20 10:24:42 浏览: 43
下面是一个简单的Python实现卡尔曼滤波器来预测两个矢量风的值:
```python
import numpy as np
class KalmanFilter:
def __init__(self, n, m):
self.n = n
self.m = m
self.A = np.zeros((n, n)) # 状态转移矩阵
self.H = np.zeros((m, n)) # 观测矩阵
self.Q = np.zeros((n, n)) # 状态噪声协方差矩阵
self.R = np.zeros((m, m)) # 观测噪声协方差矩阵
self.P = np.zeros((n, n)) # 状态估计误差协方差矩阵
self.x = np.zeros((n, 1)) # 状态向量
def predict(self):
self.x = np.dot(self.A, self.x) # 预测状态
self.P = np.dot(np.dot(self.A, self.P), self.A.T) + self.Q # 预测误差协方差
def update(self, z):
y = z - np.dot(self.H, self.x) # 计算预测误差
S = np.dot(np.dot(self.H, self.P), self.H.T) + self.R # 计算卡尔曼增益
K = np.dot(np.dot(self.P, self.H.T), np.linalg.inv(S))
self.x = self.x + np.dot(K, y) # 更新状态
self.P = np.dot((np.eye(self.n) - np.dot(K, self.H)), self.P) # 更新误差协方差
def wind_vector_kalman_filter(x1, x2):
# 初始化卡尔曼滤波器
kf = KalmanFilter(n=4, m=2)
dt = 1.0 # 时间间隔
# 设置状态转移矩阵
kf.A[0, 0] = kf.A[1, 1] = kf.A[2, 2] = kf.A[3, 3] = 1.0
kf.A[0, 2] = kf.A[1, 3] = dt
# 设置观测矩阵
kf.H[0, 0] = kf.H[1, 1] = 1.0
# 设置状态噪声协方差矩阵
kf.Q = np.eye(4) * 0.001
# 设置观测噪声协方差矩阵
kf.R = np.eye(2) * 0.1
# 初始化状态向量
kf.x[0, 0] = x1[0]
kf.x[1, 0] = x1[1]
kf.x[2, 0] = x2[0]
kf.x[3, 0] = x2[1]
# 初始化误差协方差矩阵
kf.P = np.eye(4) * 1000.0
# 迭代预测和更新
for i in range(1, len(x1)):
kf.A[0, 2] = kf.A[1, 3] = dt # 更新状态转移矩阵
kf.predict()
kf.update(np.array([x1[i], x2[i]]))
return kf.x[0:2, :].flatten(), kf.x[2:4, :].flatten()
```
其中,`x1`和`x2`分别表示两个矢量风的预测值,返回值为经过卡尔曼滤波后的两个矢量风的预测值。
相关推荐
![zip](https://img-home.csdnimg.cn/images/20210720083736.png)
![zip](https://img-home.csdnimg.cn/images/20210720083736.png)
![py](https://img-home.csdnimg.cn/images/20210720083646.png)
![](https://csdnimg.cn/download_wenku/file_type_ask_c1.png)
![](https://csdnimg.cn/download_wenku/file_type_ask_c1.png)
![](https://csdnimg.cn/download_wenku/file_type_ask_c1.png)
![](https://csdnimg.cn/download_wenku/file_type_ask_c1.png)
![](https://csdnimg.cn/download_wenku/file_type_ask_c1.png)
![](https://csdnimg.cn/download_wenku/file_type_ask_c1.png)
![](https://csdnimg.cn/download_wenku/file_type_ask_c1.png)
![](https://csdnimg.cn/download_wenku/file_type_ask_c1.png)
![](https://csdnimg.cn/download_wenku/file_type_ask_c1.png)
![](https://csdnimg.cn/download_wenku/file_type_ask_c1.png)
![](https://csdnimg.cn/download_wenku/file_type_ask_c1.png)
![](https://csdnimg.cn/download_wenku/file_type_ask_c1.png)
![](https://csdnimg.cn/download_wenku/file_type_ask_c1.png)
![](https://csdnimg.cn/download_wenku/file_type_ask_c1.png)
![](https://csdnimg.cn/download_wenku/file_type_ask_c1.png)