Какой фильтр использовать в случае слияния сенсоров? - PullRequest
0 голосов
/ 27 апреля 2019

Я пытаюсь объединить данные GPS и акселерометра для оценки положения и скорости, используя уравнение движения

x = x '+ vdt + 0.5dt ^ 2.

Пока что из того, что я прочитал, похоже, что Kalman Filter является популярной опцией - ( 1 , 2 , 3 ).

Однако, похоже, что фильтр Калмана используется, когда система линейная.

Не является ли уравнение движения нелинейным, потому что оно

dt ^ 2?

Разве они не должны использовать EKF / UKF?Если нет, не могли бы вы объяснить, почему?Я не совсем понимаю.Спасибо!

1 Ответ

0 голосов
/ 28 апреля 2019

Чтобы указать настройку фильтрации Калмана, вам нужно указать, что вы хотите оценить («состояния») и что вы собираетесь измерять («наблюдения»).Кроме того, вам нужно сказать, как наблюдения зависят от состояний, то есть вам нужно выразить наблюдения как функции состояний и как перенести состояния во времени, то есть вам нужно выразить состояния позжекак функции состояний в более раннее время.Когда мы говорим о линейности или иным образом о фильтре, речь идет о том, являются ли эти два набора уравнений (уравнения наблюдения и уравнения прогнозирования) линейными или нет.То есть имеет значение, являются ли наблюдения линейными функциями состояний и являются ли будущие состояния линейными функциями предыдущих состояний.То, как состояния или наблюдения зависят от времени, не имеет значения.

В качестве игрушечного примера предположим, что у нас была 1d-система, и мы могли измерять положение P и ускорение A. В качестве состояний мы могли принимать положение p, скорость vи ускорение а.Тогда уравнения наблюдения предельно просты:

P = p
A = a

Уравнения прогнозирования лишь немного сложнее: слева (с ') мы имеем предсказанные состояния в момент времени t, больший, чем время предыдущегорасчетные состояния

p' = p + t*v + 0.5*t*t*a
v' = v + t*a
a' = a

Поскольку каждый из этих наборов уравнений, очевидно, является линейным по p, v и a, система является линейной.

Однако реальная (3d) система может быть значительно большесложный.Например, может быть так, что показания акселерометров относятся к координатной рамке, зафиксированной в теле, а положение (и скорость, если она доступна) относительно совершенно другой координатной системы.Вы должны быть в состоянии связать эти два кадра.Может случиться так, что измерения, скажем, тангажа и рыскания, доступны, и вы можете ввести новые состояния «ориентации»;однако вполне вероятно, что и наблюдения, и предсказания будут тогда нелинейными функциями состояний.

Добро пожаловать на сайт PullRequest, где вы можете задавать вопросы и получать ответы от других членов сообщества.
...