卡尔曼滤波器的学习(一)

一、什么是卡尔曼滤波器?

  学习卡尔曼滤波器之前,我们需要了解一下相关的背景,“卡尔曼”即一个人的人名,叫做Rudolf Emil Kalman,是匈牙利的数学家,这个人是数学家,但是获得的是麻省理工的电机工程学士和硕士学位,然后在哥伦比亚大学获得博士学位。

  这个人很厉害,他的博士论文和1960年发表的《A New Approach to Linear Filtering and Prediction Problems》即线性滤波与预测问题的新方法。我们大家学习的卡尔曼滤波应用广泛都是来自这里。附上卡尔曼的文章:http://www.cs.unc.edu/~welch/media/pdf/Kalman1960.pdf

  它的应用广泛且超过三十年,应用范围包括机器人导航、控制、传感器数据融合甚至是在军事方面导弹追踪等,近年来更是被应用于计算机头像处理:人脸识别、图像分割、图像边缘检测等。

二、Introduction to the Kalman Flter

  个人对卡尔曼的理解比较困难,大学控制工程也没学好,现在先从两个方面对卡尔曼滤波器进行讨论,为了方便理解,先用形象的方式描述,再使用抽象的公式进行描述。

  形象法:

    那么,举一个例子吧,卡尔曼滤波就是为了测量值。

    背景:现在有一个房间,我或者你们想知道房间的温度是多少?

    预测:好了,有人(智慧树下你和我)要预测一下,认为下一刻温度基本不变,这里有个“基本”,不确定啊!那么就给个偏差(不确定性)呗

    假设:偏差的分布情况与时间无关,且符合高斯分布(天知道什么分布,反正用高斯差不太远,除非咋们有一些更有效的分布),偏差这里也叫作白噪声(white Gaussian Noise)

    实际情况:总这么猜是如此的不靠谱,你买了一个温度计,可惜你被奸商骗了,温度计质量差,天知道误差多少!反正温度计给了一个下一刻的测量值,你爱用不用!

    

    思考一下:你预测了一个温度,但是不一定准,你的温度计也告诉你一个坑爹的温度,你也不完全相信。一个预测值,一个测量值?真实头疼。

      同一时刻的预测值和测量值,你想用起来使用一定的方法进行处理,使得得到更加可靠的数据(真实值是永远不可能得到的,我们只能猜猜猜、测测测!)

      不管是预测值还是测量值,我们都认为他们有各自的偏差噪声,且噪声分布相互独立(想当然了!为了简化,先想当然一下)

    计算:假设预测值23摄氏度,温度计给的值是26摄氏度,

      未完待续。。。

 https://www.cnblogs.com/sillykog/p/6618587.html

原文地址:https://www.cnblogs.com/cwyblogs/p/8075940.html