初学者的卡尔曼滤波——扩展卡尔曼滤波(一)
简介 已经历经了半个世纪的卡尔曼滤波至今仍然是研究的热点,相关的文章不断被发表。其中许多文章是关于卡尔曼滤波器的新应用,但也不乏改善和扩展滤波器算法的研究。而对算法的研究多着重于将卡尔曼滤波应用于非线性系统。 为什么学界要这么热衷于将卡尔曼滤波器用于非线性系统呢?因为卡尔曼滤波器从一开始就是为线性系统设计的算法,不能用于非线性系统中。但是事实上多数系统都是非线性的,所以如果卡尔曼滤波器不能用在非线性系统中的话,那么它的应用范围就非常有限了。如果真的是这样,卡尔曼滤波器可能早就寿终正寝或者过很久很久才会被人注意到。幸运的是早期的学者们对这个问题理解的非常深刻,而且也找到了解决方法,就是扩展卡尔曼滤波(EKF)。 事实上世界上的第一个卡尔曼滤波也是扩展卡尔曼滤波,而不是线性卡尔曼滤波器。扩展卡尔曼滤波有很久远的历史,如果说有一个 非线性系统 需要用到卡尔曼滤波的话,不必怀疑,先试试扩展卡尔曼滤波准没错。因为他有很久远的历史,所以可以轻松的找到许多这方面的资料。 不过扩展卡尔曼滤波也不是无懈可击的,它有一个很 严重的短板——发散 。使用扩展卡尔曼滤波的时候请务必记在心上,时刻提醒自己,这样设计滤波器其结果会发散吗?毫不夸张地说相对于线性卡尔曼滤波设计扩展卡尔曼滤波器的就是在解决发散问题。发散问题解决了剩下的都是小事。 小结: 扩展卡尔曼滤波器主要用于非线性系统;