卡尔曼滤波的推导

与尔共勉

1. 状态方程

卡尔曼滤波的推导

其中卡尔曼滤波的推导为卡尔曼滤波估计值,也就是我们的目的值,我们要估计的也就是这个值了

卡尔曼滤波的推导为由K时刻得到K+1时刻的值,卡尔曼滤波的推导为系统的输入乘上一个系数;

A为转移矩阵,卡尔曼滤波的推导为噪声,服从卡尔曼滤波的推导

2. 测量方程

卡尔曼滤波的推导

卡尔曼滤波的推导为测量误差,其服从正态分布卡尔曼滤波的推导,H为测量矩阵

3. 误差定义

卡尔曼滤波的推导这里卡尔曼滤波的推导为真实值,卡尔曼滤波的推导为卡尔曼估计值,我们定义这个误差的目的,也就是滤波算法的目的,就是使该误差最小;

所以,我们需要求卡尔曼滤波的推导,使这个值最小

那卡尔曼估计值是多少呢?

卡尔曼滤波的推导其中卡尔曼滤波的推导是卡尔曼滤波的增益;

4. 另一个误差定义

卡尔曼滤波的推导,这个误差定义为真实值和一步预测值的差,一步预测值可以通过状态方程计算出来;

我们仿照3,也可以定义卡尔曼滤波的推导

5. 针对3式P展开计算

卡尔曼滤波的推导

因为:

卡尔曼滤波的推导

所以:卡尔曼滤波的推导

上式的卡尔曼滤波的推导直接利用了4式的定义;

6. 求导,最小均方差估计

卡尔曼滤波的推导

然后,就得到了卡尔曼增益的表达式了

7. 求卡尔曼滤波的推导

卡尔曼滤波的推导