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卡尔曼平滑滤波代码在MATLAB中:卡尔曼滤波器定位示例。

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简介:
卡尔曼·克劳迪代码,采用Matlab和本地化的卡尔曼滤波器,构建了一个小型机器人项目,旨在展示用于车辆定位的卡尔曼滤波器技术。该项目专注于一个维度的定位任务:机器人沿着墙壁移动,并尝试精确测量其到墙壁的距离。具体而言,通过利用卡尔曼滤波器对来自超声波传感器的噪声信号进行过滤,从而获得可靠的距离估计值。理论上可以证明这种估计方法能够最大限度地减少预期的平方误差,并且还具备其他引人入胜的特性。图1展示了用于距离测量的机器人系统;图2则直观地呈现了距离测量值以及由卡尔曼滤波器处理后产生的平滑信号。其中,KalmanFilter.ino包含了机器人的Arduino代码,负责控制电机的运动以及发送获得的距离测量数据。KalmanFilter.m则作为Matlab代码,负责启动机器人程序、接收传感器数据并计算卡尔曼滤波器的最终结果。

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  • MATLAB-KALMAN_FILTER:如何用进行
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    本项目提供了使用MATLAB实现的卡尔曼滤波器代码,演示了通过卡尔曼滤波技术进行精准定位的方法。 卡尔曼·克劳迪代码matlab用于本地化的卡尔曼滤波器描述这是一个小型机器人项目,旨在演示车辆定位中的卡尔曼滤波器应用。在这个示例里,定位仅限于一维空间:机器人驶向墙壁并尝试测量到墙的距离。通过使用卡尔曼滤波器来过滤超声波传感器的噪声信号以获得距离估计值,在数学上可以证明这种估计方法能够最小化预期平方误差(以及其他有趣特性)。图1展示了用于进行距离测量的机器人,而图2则显示了原始的距离测量数据与经过卡尔曼滤波处理后的平滑信号对比。项目包含两部分代码:KalmanFilter.ino是机器人的Arduino代码,负责控制电机并发送距离读数;KalmanFilter.m则是Matlab脚本,用于启动机器人程序、获取传感器的测量值,并计算出卡尔曼滤波器的结果。
  • MATLAB - 离散简易实现
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    这段资料提供了一个简单的离散卡尔曼滤波算法在MATLAB中的实现方式。通过该代码可以帮助理解并应用卡尔曼滤波器进行状态估计,适用于初学者快速入门卡尔曼平滑技术。 我为我的卡尔曼滤波研究制作了教程,并附上了与该算法相关的文章。在我的大部分代码实现过程中受到了atushi工作的启发。 首先尝试理解测量模型以及卡尔曼滤波器方程的运作原理。我们使用恒速模型来预测状态矩阵,然后展示了一个雷达跟踪场景示例:当有人侵入感应区域时的情景,并将真值与一个具有较小测量误差的运动捕捉系统进行比较。 对于距离过滤的结果可以看出数据比离散的数据更加平滑。在代码脚本中可以找到特定数字的Q和R参数。经过处理后的结果,距离过滤误差几乎保持不变而速度滤波器则是在仅有位置观测信息的情况下估计出的速度值更准确。因此将观察矩阵H设定为[10]来实现这一目标。 通过比较原始数据与经过卡尔曼滤波处理的数据可以看出,在进行速度估算时,误差的方差明显减小了。状态空间模型(SSM)的应用中以汽车移动为例说明了其工作原理:当使用GPS检测到一辆车的位置信息后可以利用离散化的卡尔曼滤波器来估计车辆的速度值。
  • EKF.rar_PKA_扩展__扩展
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    本资源包含EKF(扩展卡尔曼滤波)相关资料,适用于深入学习PKA(概率知识适应)算法及卡尔曼滤波技术。内含基础理论与应用实例,适合研究和工程实践参考。 扩展卡尔曼滤波(EKF)程序已开发完成,并且仿真结果已经保存在文件夹内,这是一个非常好的程序。接下来将详细介绍卡尔曼滤波器的工作原理,从线性卡尔曼滤波器开始入手,对比分析扩展卡尔曼滤波与线性化卡尔曼滤波之间的差异。我们将从系统模型到具体的算法流程进行讲解,并详细解释这些不同之处。
  • DSP的实现.zip_DSP_DSP
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    本资源深入探讨了卡尔曼滤波算法在数字信号处理(DSP)领域的应用与实践,特别关注于卡尔曼滤波器的设计、优化及其在实际DSP项目中的高效实现。 卡尔曼滤波的DSP实现采用C语言编写,在数字信号处理器(DSP)上运行。
  • 方根无迹_scale3ft_方根_无迹_
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    简介:平方根无迹卡尔曼滤波是一种先进的信号处理技术,通过采用平方根形式增强数值稳定性,并结合无迹采样提高非线性系统的估计精度。 一种非线性卡尔曼滤波算法相比扩展卡尔曼滤波,在处理非线性问题时具有更高的估计精度。
  • _Kalman filter_amsyk__VERILOG_VERILOG
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    本项目致力于实现卡尔曼滤波算法在数字信号处理中的应用,并采用Verilog语言进行硬件描述,适用于集成电路设计与嵌入式系统。 卡尔曼滤波是一种广泛应用在信号处理、控制理论和其他领域的数学算法,主要用于估计动态系统中的未知状态,在存在噪声的情况下尤其有效。该算法通过融合不同来源的数据提供最佳线性估计,从而提高数据的准确性。 项目标题暗示了这个项目是使用Verilog硬件描述语言实现卡尔曼滤波器。Verilog是一种广泛用于数字电路设计的语言,可以用来描述和模拟数字系统的逻辑行为。 该项目包含完整的卡尔曼滤波算法用Verilog代码编写,适合初学者学习如何在硬件级别上实现滤波器。这种实现可用于实时数据处理,例如传感器融合、导航系统或通信系统中。 卡尔曼滤波的核心思想是利用系统的动态模型和测量模型通过递归更新来估计状态。它包含两个主要步骤:预测(Prediction)和更新(Update)。预测阶段基于前一时刻的估计值及系统的动态模型预测当前的状态;而更新阶段结合了这一预测结果与新的测量数据,使用测量模型校正该预测以获得更准确的结果。 在Verilog中实现卡尔曼滤波通常会涉及以下组件: 1. 状态转移矩阵:表示系统状态随时间变化的模式。 2. 测量矩阵:描述如何从系统状态映射到可测量输出的方式。 3. 噪声协方差矩阵:量化了由噪声引入的影响,包括模型中的不确定性和实际观察值与真实情况之间的差异。 4. 系统模型:定义系统的动态特性。 项目文件很可能包含这些Verilog模块的源代码,并可能附带测试平台和仿真脚本以验证滤波器的功能及性能表现。 学习这个Verilog实现有助于理解如何将高级算法转化为数字逻辑,这对于嵌入式系统设计以及FPGA或ASIC开发至关重要。此外,了解卡尔曼滤波器在硬件上的实施还能帮助优化其性能并减少计算资源的消耗,在需要实时处理大量数据的应用中尤为重要。
  • 工具包:包含标准、扩展、双重方根形式的-MATLAB开发
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    卡尔曼滤波器工具包是一个MATLAB资源,提供标准、扩展和双重卡尔曼滤波算法以及平方根形式的卡尔曼滤波器实现。 该软件包实现了四种不同的卡尔曼滤波器:标准卡尔曼滤波器、扩展卡尔曼滤波器、双卡尔曼滤波器和平方根卡尔曼滤波器,并提供了每种过滤器类型的示例,以展示它们的实际应用情况。 对于这四种类型,KF函数接受多维系统的输入噪声样本,在考虑这些噪声样本中固有的时变过程和噪声协方差的情况下生成真实系统状态的估计。使用指数加权(或未加权)移动平均值来从含有白噪点的数据测量中推断出时间变化中的系统协方差。 标准卡尔曼滤波器是最基本的形式,它基于一个模型假设:数据包含实际系统的状态和随机噪声。扩展卡尔曼滤波器则是在此基础上的改进版本,允许用户指定非线性系统模型,并在执行过程中通过迭代的方式对其进行线性化处理。 双卡尔曼滤波器同时解决了两个标准卡尔曼滤波问题: 1) 对于给定的数据集拟合自回归(AR)模型并利用卡尔曼滤波器更新该模型; 2) 在每次迭代中,先应用AR模型再执行标准KF的更新步骤。 平方根形式的卡尔曼滤波器则采用了一种不同的方法来计算协方差矩阵的逆,以提高数值稳定性。
  • 程序与Simulink_估算_Simulink_
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    本资源深入探讨了卡尔曼滤波原理及其在Simulink中的应用,提供了详细的卡尔曼滤波器设计教程和实用代码示例,适合研究者和技术爱好者学习。 卡尔曼滤波算法结合画图与Simulink工具的使用是一种非常有效的估计算法。
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    本资源包包含容积卡尔曼滤波(CKF)相关材料,适用于状态估计和非线性系统的优化。提供理论文档与代码示例,旨在帮助学习者深入理解并应用CKF技术于实践项目中。 这段文字主要介绍容积卡尔曼滤波,并为初学者提供学习帮助。
  • ECGKalmanFiltering.rar_ecg_KalmanMatlabECG_信号处理_
    优质
    本资源为ECG信号处理项目,采用卡尔曼滤波算法进行数据优化与噪声剔除。内容包括详细的MATLAB实现代码及注释,适用于研究和学习信号处理中的卡尔曼滤波技术。 利用数据采集系统获取的心电信号数据,在MATLAB环境中编写程序来提取心电信号。随后加入信噪比为20的高斯白噪声,并使用卡尔曼滤波进行处理。