卡尔曼滤波的推导
与尔共勉
1. 状态方程
其中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
为由K时刻得到K+1时刻的值,
为系统的输入乘上一个系数;
A为转移矩阵,为噪声,服从
2. 测量方程
为测量误差,其服从正态分布
,H为测量矩阵
3. 误差定义
这里
为真实值,
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,使这个值最小
那卡尔曼估计值是多少呢?
其中
是卡尔曼滤波的增益;
4. 另一个误差定义
,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
5. 针对3式P展开计算
因为:
所以:
上式的直接利用了4式的定义;
6. 求导,最小均方差估计
然后,就得到了卡尔曼增益的表达式了
7. 求