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什么是互補濾波器?什么是卡爾曼濾波器?

文章出處:常見問題 責任編輯:深圳市廣陵達科技有限公司 發(fā)表時間:2019-02-24 16:35:35

   【問】Lord Sensing MicroStrain 制造的慣性傳感器具有多種不同的濾波器。什么是互補濾波器?什么是卡爾曼濾波器?幾種卡爾曼濾波器類型之間有什么區(qū)別?

      上面提到的所有濾波器都是“估計濾波器”(EF)。當談論估計過濾器時,人們很快就會陷入字母湯的泥潭。


      卡爾曼濾波器 (KF)是一種線性二次估計算法,它對噪聲數(shù)據(jù)進行遞歸操作,并產生對系統(tǒng)當前狀態(tài)的估計,該估計在統(tǒng)計上比單次測量產生的結果更精確。


      擴展卡爾曼濾波器(EKF)通常用于描述基于卡爾曼濾波器模型的任何可以處理非線性元素的估計濾波器。幾乎所有慣性估計濾波器本質上都是 EKF。


      從技術上講,自適應卡爾曼濾波器 (AKF)也是EKF,但它包含對“自適應”元素的高度依賴。 “自適應”技術是指與用作參考的另一個測量結果相比,過濾器或多或少基于“信任”閾值選擇性地信任給定測量結果的能力。 3DM GX4-25 和 -15 依靠自適應控制元件來改進其估計,因此我們將這些設備中使用的估計濾波器稱為“AKF”。從技術上講,它是“嚴重依賴自適應元素的 EKF”或者可能是“自適應擴展卡爾曼濾波器”。我們稱之為 AKF。


      自適應擴展卡爾曼濾波器 (AA EKF)是一種自適應 EKF,與上述 AKF 類似,它具有“自適應”元素,可以根據(jù)與參考輸入的比較或多或少地選擇性地信任給定的測量結果。與自適應過濾器的區(qū)別在于,“信任”閾值由過濾器本身自動確定。過濾器收集所有測量的錯誤度量,并使用它來確定適當?shù)男湃伍撝?。此功能使調整卡爾曼濾波器以獲得最佳性能比手動確定這些閾值容易得多。 GX5/CX5/CV5系列引入了自適應功能,而GX4系列則具有固定的自適應閾值。


      互補濾波器 (CF)通常用作一種算法的術語,該算法結合多個傳感器的讀數(shù)以產生解決方案。這些濾波器通常包含簡單的濾波元件,以消除傳感器超出量程或磁場異常的影響。


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