¿Cómo entender Kalman ganar intuitivamente?

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El algoritmo de filtro de Kalman funciona de la siguiente manera

Inicializar x 0 | 0 y P 0 | 0 .x^0|0P0|0

En cada iteración k=1,,n

Predecir

Predicho (a priori) del estado estimación x k | k - 1 = F k x k - 1 | k - 1 + B k u k Estimación de covarianza estimada (a priori) P k | k - 1 = F k P k - 1 | k - 1 F T k + Q k Actualizar

x^k|k1=Fkx^k1|k1+Bkuk
Pk|k1=FkPk1|k1FkT+Qk

Innovación o medición residual Covarianza de innovación (o residual) S k = H k P k | k - 1 H T k + R k Ganancia óptima de Kalman K k = P k | k - 1 H T k S - 1 k

y~k=zkHkx^k|k1
Sk=HkPk|k1HkT+Rk
Kk=Pk|k1HkTSk1
Actualizado (a posteriori) Estado estimación x k | k = x k | k - 1 + K k ˜ y k Actualización (a posteriori) de covarianza estimada P k | k = ( I - K k H k ) P k | k - 1
x^k|k=x^k|k1+Kky~k
Pk|k=(IKkHk)Pk|k1

Kky~kx^k|k1

Kk

  • Pk|k1

  • Hk

  • Sk

¡Gracias y saludos!

Tim
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Esta es una pregunta difícil de responder correctamente. Lo intenté, pero no convencido con mi propia respuesta. Básicamente, la ganancia controla cuánto confía en las mediciones sobre la estimación, pero no puedo explicar cómo se conforma esta ganancia.
Jav_Rock

Respuestas:

18

KK

 Kk=PkHkT(HkPkHkT+Rk)1=PkHkTHkPkHkT+Rk

RkPkxkk

 limRk0PkHkT HkPkHkT+Rk =Hk1

 limPk0PkHkT HkPkHkT+Rk =0

Sustituyendo el primer límite en la ecuación de actualización de medición

 x^k=xk+Kk(y~kHkxk)

R

HPHTRxk

Jav_Rock
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2
KkHk
12

La ganancia de Kalman te dice cuánto quiero cambiar mi estimación mediante una medición.

SkzkSk

PkxkPk

PkPk0K0

ssk08
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2

Kk

 Kk=PkHkT(HkPkHkT+Rk)1=HkHkPkHkTHkPkHkT+Rk

Rk

Hk

Kk

 x^k=xk+Kk(y~kHkxk)

Zichao Zhang
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-1

Estoy trabajando en el algoritmo Kalman Filter (KF). Observé que la ganancia de Kalman se ocupa de la convergencia del algoritmo con el tiempo, es decir, qué tan rápido el algoritmo corrige y minimiza el residual.

Al llegar a la ecuación, elija un valor de ganancia de kalman inicial y varíelo de menor a mayor, que puede proporcionarle uno aproximado.

Harsha
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