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。