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什么是互補(bǔ)濾波器?什么是卡爾曼濾波器?

文章出處:常見(jiàn)問(wèn)題 責(zé)任編輯:深圳市廣陵達(dá)科技有限公司 發(fā)表時(shí)間:2019-02-24 16:35:35

   【問(wèn)】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(bǔ)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(jì)濾波器”(EF)。當(dāng)談?wù)摴烙?jì)過(guò)濾器時(shí),人們很快就會(huì)陷入字母湯的泥潭。


      卡爾曼濾波器 (KF)是一種線性二次估計(jì)算法,它對(duì)噪聲數(shù)據(jù)進(jìn)行遞歸操作,并產(chǎn)生對(duì)系統(tǒng)當(dāng)前狀態(tài)的估計(jì),該估計(jì)在統(tǒng)計(jì)上比單次測(cè)量產(chǎn)生的結(jié)果更精確。


      擴(kuò)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(jì)濾波器。幾乎所有慣性估計(jì)濾波器本質(zhì)上都是 EKF。


      從技術(shù)上講,自適應(yīng)卡爾曼濾波器 (AKF)也是EKF,但它包含對(duì)“自適應(yīng)”元素的高度依賴。 “自適應(yīng)”技術(shù)是指與用作參考的另一個(gè)測(cè)量結(jié)果相比,過(guò)濾器或多或少基于“信任”閾值選擇性地信任給定測(cè)量結(jié)果的能力。 3DM GX4-25 和 -15 依靠自適應(yīng)控制元件來(lái)改進(jìn)其估計(jì),因此我們將這些設(shè)備中使用的估計(jì)濾波器稱為“AKF”。從技術(shù)上講,它是“嚴(yán)重依賴自適應(yīng)元素的 EKF”或者可能是“自適應(yīng)擴(kuò)展卡爾曼濾波器”。我們稱之為 AKF。


      自適應(yīng)擴(kuò)展卡爾曼濾波器 (AA EKF)是一種自適應(yīng) EKF,與上述 AKF 類似,它具有“自適應(yīng)”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(cè)量結(jié)果。與自適應(yīng)過(guò)濾器的區(qū)別在于,“信任”閾值由過(guò)濾器本身自動(dòng)確定。過(guò)濾器收集所有測(cè)量的錯(cuò)誤度量,并使用它來(lái)確定適當(dāng)?shù)男湃伍撝?。此功能使調(diào)整卡爾曼濾波器以獲得最佳性能比手動(dòng)確定這些閾值容易得多。 GX5/CX5/CV5系列引入了自適應(yīng)功能,而GX4系列則具有固定的自適應(yīng)閾值。


      互補(bǔ)濾波器 (CF)通常用作一種算法的術(shù)語(yǔ),該算法結(jié)合多個(gè)傳感器的讀數(shù)以產(chǎn)生解決方案。這些濾波器通常包含簡(jiǎn)單的濾波元件,以消除傳感器超出量程或磁場(chǎng)異常的影響。


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