首页 > 其他分享 >EKF、UKF、CKF的对比(MATLAB代码)

EKF、UKF、CKF的对比(MATLAB代码)

时间:2024-10-20 12:47:46浏览次数:3  
标签:状态 CKF EKF 卡尔曼滤波 滤波 算法 MATLAB

 

7387db246b8d41ac88cba7d321d0b592.png

 

扩展卡尔曼滤波(EKF)、无迹卡尔曼滤波(UKF)和容积卡尔曼滤波(CKF)。通过对比这三种算法在相同动态系统下的表现,用户能够深入理解每种滤波器的优缺点,为自己的项目选择最合适的技术方案。

主要特点

  • 三种滤波算法对比:同时实现EKF、UKF和CKF,便于用户直观比较不同算法在相同条件下的性能。
  • 高精度状态估计:三种算法各具优势,适合不同的非线性和动态环境,确保高准确度的状态估计。
  • 可视化分析:提供多种图形输出,包括真实状态、未滤波状态和三种滤波器的估计值,帮助用户直观理解滤波效果。
  • 误差评估:计算并展示每种算法的误差,提供详尽的性能分析,支持用户评估不同算法的适用性。

应用场景

  • 导航与定位:适用于无人机、机器人及其他移动设备的实时导航与定位。
  • 动态系统分析:在复杂环境中,优化状态估计与信号处理,增强系统的稳定性。
  • 数据融合:有效融合来自多个传感器的数据,提升系统的鲁棒性与精确度。

代码功能

  1. 初始化滤波模型:设定时间序列、过程噪声、观测噪声及初始状态。
  2. 运动模型构建:通过迭代计算真实状态、未滤波状态及观测值。
  3. EKF实现:使用扩展卡尔曼滤波算法进行状态估计。
  4. UKF实现:使用无迹卡尔曼滤波算法进行状态估计。
  5. CKF实现:使用容积卡尔曼滤波算法进行状态估计。
  6. 结果可视化:展示三种滤波器的估计结果及误差。

源代码

部分代码如下:

% EKF+UKF+CKF,三个滤波效果对比
% author:Evand©2024
% date: 2024-05-01/Ver1
clear;clc;close all;
rng(0);
%% 滤波模型初始化
% 定义时间序列
t = 1:1:1000;
% 过程噪声协方差矩阵和过程噪声
Q = 1*diag([1,1,1]);
w = sqrt(Q)randn(size(Q,1),length(t));
% 观测噪声协方差矩阵和观测噪声
R = 1diag([1,1,1]);
v = sqrt(R)randn(size(R,1),length(t));
% 初始状态估计协方差矩阵
P0 = 1eye(3);
% 初始化状态向量
X = zeros(3,length(t));

 

演示视频和下载链接:

哔哩哔哩工房 (bilibili.com)https://gf.bilibili.com/item/detail/1105303012

 

运行结果

三轴状态量对比:

7f0bbebe8e694c40940ee03767b16462.jpeg

三轴误差对比:

12b65a43c05d41308cab040e6d6c46ae.jpeg

数值输出:

434619eaf1a740baa1038cb0b092adc2.jpeg

 

 

 

标签:状态,CKF,EKF,卡尔曼滤波,滤波,算法,MATLAB
From: https://blog.csdn.net/2401_86544394/article/details/143062712

相关文章

  • Matlab使用LSTM或BiLSTM对一维信号(语音信号、心电信号等)进行二分类源程序。也可以改
     Matlab使用LSTM或BiLSTM对一维信号(语音信号、心电信号等)进行二分类源程序。也可以改成多分类。包含数据和代码,数据可以直接替换为自己的数据。如果用BiLSTM,程序中只需要把lstmlayer改为bilstmlayer即为BiLSTM网络,其他地方不需要任何改动。工作如下:1、加载数据集,一共为......
  • 乘风破浪,遇见最佳跨平台跨终端框架.Net Core/.Net生态 - 开源数学库Math.NET,替代Matla
    Math.NEThttps://www.mathdotnet.comMath.NET是一个广泛使用的开源数学库,专为.NET语言(如C#和F#)设计,提供了各种高性能的数学和统计计算功能。它帮助开发者进行线性代数、统计分析、随机数生成、微积分、优化和信号处理等计算,尤其在科学计算、工程应用以及数据分析中被广泛使......
  • 层次聚类法(matlab实现)
    层次聚类法的优点包括能够揭示数据集的层次结构,有助于理解数据内在关系,无需预先设定聚类数目,并且可以通过树状图直观地裁剪得到不同粒度的聚类结果。然而,层次聚类的不足之处在于算法的时间复杂度大,结果依赖聚类的合并点和分裂点的选择,且层次聚类过程是不可逆的,一旦聚类结果形成......
  • matlab点击实时绘制bezier曲线
    贝塞尔曲线的原理贝塞尔曲线是通过一组控制点定义的参数曲线。曲线不会直接穿过这些点,但这些点会影响曲线的形状。控制点确定了曲线的弯曲程度和方向。贝塞尔曲线的数学公式基于伯恩斯坦多项式(BernsteinPolynomials)。对于一个n次的贝塞尔曲线,它由n+1个控制点​定义。曲线......
  • MATLAB 工具箱详细重点知识点概述 MATLAB 工具箱使用案例
    一、章节目录MATLAB工具箱概述常见MATLAB工具箱介绍MATLAB工具箱使用案例展示学习MATLAB工具箱的方法MATLAB工具箱的发展趋势二、各章节知识点总结MATLAB工具箱概述MATLAB是一种广泛应用于科学计算、数据分析、算法开发等领域的高级编程语言和交互式环境。MA......
  • 数学建模与数学实验习题4.4.2答案matlab
    炼油厂将ABC三种原油加工成甲乙丙三种汽油,一桶原油加工成一桶汽油的费用为4元,每天至多能加工汽油14000桶,原油的买入价,买入量,辛烷值,硫的含量以及汽油的卖出价,需求量辛烷值和硫含量由下表给出,如何安排生产计划使利润最大一般来说,做广告可以增加销售,估计一天向一种汽油投......
  • Matlab 生成“少帅下飞机”粒子边缘特效(附源代码)
    这里是使用Matlab生成的“少帅下飞机”粒子边缘特效,大家也可以去尝试一下,文末附视频素材和源码,需要Matlab下载教程的可以私信后台哦!本期视频素材及matlab源码下载链接:https://pan.quark.cn/s/37f034f9a180此处改为自己的文件路径即可%读取视频videoFile="D:\少帅下飞......
  • RRT*路径搜索算法matlab代码
    一、算法简介      RRT*路径搜索算法相比于RRT路径搜索算法多了重选父节点和重布线的过程:二、实现效果对比(比RRT算法更光滑) RRT路径搜索算法实现效果RRT*路径搜索算法实现效果三、代码完整代码私聊!......
  • Matlab数学基本使用
    文章目录一、求一元多次方程二、求解线性方程组三、求定积分为什么需要用点运算符:例子对比:总结:一、求一元多次方程求解2x^5-3x3+71x2-9x+13=0第一行命令是建立多项式系数向量,第二行是调用roots函数求方程的全部根二、求解线性方程组2x+3y-z=28x+2y+3z=44......
  • 基于分时电价策略的家庭能量系统优化(Matlab代码实现)
     ......