# 基于Python的卡尔曼滤波器介绍与实现
卡尔曼滤波器是一种高效的递归滤波器，广泛应用于时序数据的估计与预测。它在信号处理、控制系统、导航等多个领域都有重要应用。本文将对卡尔曼滤波器进行介绍，并通过Python实现一个简单的例子，帮助读者理解其原理和应用。
## 什么是卡尔曼滤波器？
卡尔曼滤波器由鲁道夫·卡尔曼于1960年提出，主要用于估计系统状态的线性动态系统。其基本思路是根据预测和
原创
2024-09-18 05:16:04
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动态系统中有一个共同的基本特征：系统的状态。而通常情况下，状态又是不可测量的，而是用简介的方式测量一组观测值来反映状态对外部环境的影响。举下面以例子我想会有助于理解已知的观测值和待求得状态值之间的关系：一只猴子在经过一定程度的训练之后，能够在固定的L*M的区域中跟随人的口令将手指尖移至口令要求的点，与此同时，在猴子脑部运动皮层连接上一个电极来记录神经元峰电位数，猴子的手指尖在跟随着人的指令在固定区
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2024-04-24 14:10:52
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https://zhuanlan.zhihu.com/p/77327349 先回顾下在这篇回答中《如何通俗并尽可能详细解释卡尔曼滤波？》提高的对卡尔曼滤波的直观理解。 直观理解 首先卡尔曼滤波要解决的问题是什么？我以我军发射一枚导弹攻击敌方某固定位置目标为例（搞科技的总要点情怀，老是讲啥小车运动，温 ...
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2021-10-30 12:10:00
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简单来说，卡尔曼滤波器是一个“optimal recursive data processing algorithm(最优化自回归数据处理算法)”。对于解决很大部分的问题，他是最优，效率最高甚至是最有用的。他的广泛应用已经超过30年，包括机器人导航，控制，传感器数据融合甚至在军事方面的雷达系统以及导弹追踪等等。近来更被应用于计算机图像处理，例如头脸识别，图像分割，图像边缘检测等等。
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2023-12-22 20:11:06
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?作者简介：秃头小苏，致力于用最通俗的语言描述问题?往期回顾：霍夫直线检测
原创
精选
2023-04-05 19:47:14
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卡尔曼滤波（Karman Filter）卡尔曼滤波器是什么？对于卡尔曼滤波器，实际上用滤波器来描述卡尔曼滤波器算法其实并不准确。卡尔曼滤波器最好地叫法是最优化递归数字处理算法（Optimal Recursive Data Processing Algorithm）,本质上更加像一个观测器。卡尔曼滤波器的作用？卡尔曼滤波器是用来处理我们生活中的不确定性的算法。我们生活中充满了不确定性，无论是测量的数
本文是Quantitative Methods and Analysis: Pairs Trading此书的读书笔记。控制理论(control theory）是工程学的分支之一，主要应对工程系统控制的问题。比如控制汽车发动机的功率输出，稳定电动机的转速，控制“反应速率”（或化学过程的速度），通过所谓的控制变量（control variables)去控制系统。在控制汽车发动机的功率输出的例子中，控制
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2024-05-23 22:03:11
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最优控制，卡尔曼滤波器 ,算法实现步骤：获取当前时刻的仪器"测量值" 。获取上一时刻的 "预测量值" 和 "误差",计算得到当前的最优量值。再预测下一刻的测量值。 公式：首先，我们先要引入一个离散控制过程的系统。该系统可用一个线性随机微分方程来描述：再加上系统的测量值：公式中：（对于单测量系统，，a、b、h为参数。如果对于多测量系统，a、b、h为矩阵参数）x(k)是
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2024-04-24 14:47:33
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卡尔曼滤波
详解卡尔曼滤波原理
在网上看了不少与卡尔曼滤波相关的博客、论文，要么是只谈理论、缺乏感性，或者有感性认识，缺乏理论推导。能兼顾二者的少之又少，直到我看到了国外的一篇博文，真的惊艳到我了，不得不佩服作者这种细致入微的精神，翻译过来跟大家分享一下 我不得不说说卡尔曼滤波，因为它能做到的事情简直让人惊叹！意外的是很少有软件工程师和科学家对对它
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2023-08-02 19:50:08
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一、什么是卡尔曼滤波 简单来说，卡尔曼滤波器是一个“optimal recursive data processing algorithm（最优递归数据处理算法）”。 在自然界中往往存在各种不确定性，不管是传感器测量的数据还是系统模型计算得到的数据，往往不是物体真实的值，存在各种各样的干扰，卡尔曼滤波就是从有干扰的数据中获取最优（最接近真实）的数据。二、卡尔曼滤波基础 先来看一个简单的例子，我们用
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2023-12-07 09:40:06
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找遍全网，个人认为这篇讲的最好。卡尔曼滤波是一种在不确定状况下组合多源信息得到所需状态最优估计的一种方法。本文将简要介绍卡尔曼滤波的原理及推导。 什么是卡尔曼滤波首先定义问题：对于某一系统，知道当前状态XtX_t，存在以下两个问题：经过时间 后，下个状态 如何求出？假定已求出 ，在t+1t+1时刻收到传感器的非直接信息 ，如何对状态&
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2024-05-11 12:28:42
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一、前言 卡尔曼滤波器是一种最优线性状态估计方法（等价于“在最小均方误差准则下的最佳线性滤波器”），所谓状态估计就是通过数学方法寻求与观测数据最佳拟合的状态向量。 在移动机器人导航方面，卡尔曼滤波是最常用的状态估计方法。直观上来讲，卡尔曼滤波器在这里起了数据融合的作用，只需要输入当前的测量值（多个传感器数据）和上一个周期的估计值就能估计当前的状态，这个估计出来的当前状态综合考量了传感器数据（即所
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2023-08-01 19:24:21
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23阶卡尔曼总结。一、首先给出卡尔曼的五个公式：卡尔曼算法的本质为：根据上一刻的最优值估计此刻的预测值，实际测量此刻的测量值。将预测值和测量值加权和即此刻的最优值。首先离散状态空间表达式为：1. 根据上一刻估计此刻的预测值： P为估计误差协方差矩阵，协方差矩阵为X各个元素之间的协方差值组成的矩阵。2. 求卡尔曼增益，即加权系数。Kg= P(k|k-1)HT/(HP(k|k-1)HT+R)
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2023-07-04 17:51:26
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文章目录1. 简介2. airsim平台的搭建3. 分割图的读取3.1 相机与图片类型3.2 img api拍摄图片4. 使用分割图初步估计目标的距离和方位，反推出坐标4.1 距离估计4.2 方位估计4.3 反推坐标5. 线性卡尔曼状态估计5.1 状态方程5.2 输出方程5.3 卡尔曼五公式5.4 matlab仿真6. 控制算法设计6.1 控制算法6.2 airsim中的无人机控制函数api总结
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2023-08-24 13:19:13
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卡尔曼滤波器英文kalman filter这里介绍简单的，只有一个状态的滤波器卡尔曼滤波器经常用在控制系统中、机器人系统中，但是这里主要讲解如何用在AI的大数据分析预测中为什么要用kalman filter处理时间序列假设我们有100个时间点的数据，这个数据就是分别在100个点观测出来的结果。对于每一个时间点的数据，获取的方法有两个：第一个就是观测，但是测量的结果不一定准确，可能受限于测量仪器的精
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2024-03-05 15:06:06
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卡尔曼滤波公式及推导1 前言卡尔曼滤波 (Kalman Filter) 是一种关于线性离散系统滤波问题的递推算法。其使用递推的形式对系统的状态进行估计，以测量中产生的误差为依据对估计值进行校正，使被估计的状态不断接近真实值。卡尔曼滤波的基本思想：根据系统的状态空间方程，利用前一时刻系统状态的估计值和当前时刻系统的观测值对状态变量进行最优估计，求出当前时刻系统状态的估计值。假设线性离散系统的状态空间
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2024-01-28 07:30:55
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最近看卡尔曼滤波，网上广为流传着几篇的科普文章，但是都夹杂着一堆复杂的公式，看的我如坠云雾里。我希望能看到一篇没有复杂数学公式的文章，却一直没找到。于是我想写一篇，讲讲自己对卡尔曼滤波的浅显理解。我觉得卡尔曼滤波算法本质上是一个递推反馈算法。它分两部分：时间更新方程和测量状态更新方程。其中，前者负责递推，后者负责反馈（将先验估计和新的测量变量结合，以构造改进后的后验估计）。时间更新方程可视为预估方
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2024-05-20 16:31:04
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学习参考：卡尔曼滤波器的原理以及在matlab中的实现Opencv实现Kalman滤波器opencv中的KF源码分析Opencv-kalman-filter-mouse-tracking理解： 假设：一个小车距离左侧某一物体k时刻的真实位置状态 ,而位置状态观测值为 ,则小车的线性动态系统可表示为： 位置状态的系统预测值： 位置状态的观测值
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2023-08-28 16:25:46
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自己学习整理卡尔曼滤波算法，从放弃到精通kaerman 滤波算法卡尔曼滤波是非常经典的预测追踪算法，是结合线性系统动态方程的维纳滤波，其实质是线性最小均方差估计器，能够在系统存在噪声和干扰的情况下进行系统状态的最优估计，广泛使用在导航、制导、控制相关领域。使用范围及作用一般的滤波算法是频域滤波，而卡尔曼滤波是时域滤波。
不要求系统的信号和噪声都是平稳的，但默认估计噪声和测量噪声均为白噪声，这样其均
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2023-10-23 09:34:26
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卡尔曼滤波器是一种由卡尔曼（Kalman）提出的用于时变线性系统的递归滤波器。这个系统可用包含正交状态变量的微分方程模型来描述，这种滤波器是将过去的测量估计误差合并到新的测量误差中来估计将来的误差。 一. 卡尔曼滤波理论回顾 状态方程： 测量方程： xk是状态向量，zk是测量向量，Ak是状态转移矩阵，uk是控制向量，Bk是控制矩阵，wk是系统误差（噪声），Hk是测量矩阵，vk是测量误差（噪声）。
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2023-10-27 00:12:29
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