مرشح كالمان

عودة للموسوعة

مرشح كالمان

أدوار المتغيرات في مرشح كالمان. (صورة أكبر هنا)

مصفاة أومرشح أوفلتر حدثان Kalman Filter هومرشح يستعمل عادة لحساب أوالتنبؤ بحالات نظام ديناميكي ما اعتمادا على نموذج له وعلى قياسات مشوشة. أي أنه تعبير على ملاحظ. سمي هذا المرشح باسم مخترعه الرياضياتي رودولف كالمان. أحيانا يسمى هذا المرشح أيضا بمرشح أوفلتر فينر. يقوم فلتر كالمان بحساب قيم حالة نظام ديناميكي ما بطريقة مثلى تجعل القيمة المنتظرة لمربع الفارق بين التنبؤ والحالة السليمة هي الأصغر.

مرشح كالمان بوسي المتصل واستعماله في التحكم بإرجاع الحالة

مرشح كالمان بوسي المتصل continous kalman bucy filter هوالنسخة المتصلة لفلتر كالمان.


مرشح كالمان المتبتر

مرشح كالمان المتبتر discrete kalman filter هي النسخة المتبترة منه ولذلك النسخة أوالخوارزمية المنتشرة والمستعملة في الحواسيب.

نموذج النظام الديناميكي تحته

Model underlying the Kalman filter. Squares represent matrices. Ellipses represent multivariate normal distributions (with the mean and covariance matrix enclosed). Unenclosed values are vectors. In the simple case, the various matrices are constant with time, and thus the subscripts are dropped, but the Kalman filter allows any of them to change each time step.

يفترض نموذج مرشح كالمان حتى الحالة الحقيقية عند الزمن k قد تطورت من الحالة عند (k − 1) حسب

حيث

  • Fk هي the state transition model which is applied to the previous state xk−1;
  • Bk هي the control-input model which is applied to the control vector uk;
  • wk هي the process noise which is assumed to be drawn from a zero mean multivariate normal distribution with covariance Qk.

At time k an observation (or measurement) zk of the true state xk is made according to

where Hk هي the observation model which maps the true state space into the observed space and vk is the observation noise which is assumed to be zero mean Gaussian white noise with covariance Rk.

The initial state, and the noise vectors at each step {x0, w1, ..., wk, v1 ... vk are all assumed to be mutually independent.

التطبيقات

  • Attitude and Heading Reference Systems
  • Autopilot
  • Battery state of charge (SoC) estimation [1][2]
  • Brain-computer interface
  • Chaotic signals
  • Dynamic positioning
  • Economics, in particular macroeconomics, time series, and econometrics
  • Inertial guidance system
  • Radar tracker
  • Satellite navigation systems
  • Simultaneous localization and mapping
  • Speech enhancement
  • Weather forecasting
  • Navigation Systems
  • 3D-Modelling

انظر أيضاً

  • Alpha beta filter
  • Covariance intersection
  • Data assimilation
  • Ensemble Kalman filter
  • Extended Kalman filter
  • Invariant extended Kalman filter
  • Fast Kalman filter
  • Compare with: Wiener filter, and the multimodal Particle filter estimator.
  • Filtering problem (stochastic processes)
  • Kernel adaptive filter
  • Masreliez’s theorem
  • Non-linear filter
  • Predictor corrector
  • Recursive least squares
  • Sliding mode control - describes a sliding mode observer that has similar noise performance to the Kalman filter
  • Separation principle
  • Zakai equation
  • Stochastic differential equations
  • Volterra series

الهامش


للاستزادة

  • Gelb, A. (1974). Applied Optimal Estimation. MIT Press.
  • Kalman, R.E. (1960). "A new approach to linear filtering and prediction problems" (PDF). Journal of Basic Engineering. 82 (1): 35–45. Retrieved 2008-05-03.
  • Kalman, R.E. (1961). "New Results in Linear Filtering and Prediction Theory". Retrieved 2008-05-03. Unknown parameter |coauthors= ignored (|author= suggested) (help); Unknown parameter |verb= ignored (help);
  • Harvey, A.C. (1990). Forecasting, Structural Time Series Models and the Kalman Filter. Cambridge University Press.
  • Roweis, S. (1999). "A Unifying Review of Linear Gaussian Models". Neural Computation. 11 (2): 305–345. doi:10.1162/089976699300016674. PMID 9950734. Unknown parameter |coauthors= ignored (|author= suggested) (help)
  • Simon, D. (2006). . Wiley-Interscience.
  • Stengel, R.F. (1994). . Dover Publications. ISBN .
  • Warwick, K. (1987). "Optimal observers for ARMA models" (PDF). International Journal of Control. 46 (5): 1493–1503. doi:10.1080/00207178708933989. Retrieved 2008-05-03.
  • Bierman, G.J. (1977). Factorization Methods for Discrete Sequential Estimation. Mathematics in Science and Engineering. 128. Mineola, N.Y.: Dover Publications. ISBN .
  • Bozic, S.M. (1994). Digital and Kalman filtering. Butterworth-Heinemann.
  • Haykin, S. (2002). Adaptive Filter Theory. Prentice Hall.
  • Liu, W. (2010). Kernel Adaptive Filtering: A Comprehensive Introduction. John Wiley. Unknown parameter |coauthors= ignored (|author= suggested) (help)
  • Manolakis, D.G. (1999). Statistical and Adaptive signal processing. Artech House.
  • Welch, Greg (1997). "SCAAT: Incremental Tracking with Incomplete Information" (PDF). ACM Press/Addison-Wesley Publishing Co: 333–344. doi:10.1145/258734.258876. ISBN . Unknown parameter |coauthors= ignored (|author= suggested) (help);
  • Jazwinski, Andrew H. (1970). Stochastic Processes and Filtering. Mathematics in Science and Enginerring. New York: Academic Press. p. 376.
  • Maybeck, Peter S. (1979). Stochastic Models, Estimation, and Control. Mathematics in Science and Enginerring. 141-1. New York: Academic Press. p. 423. ISBN .
  • Grewal, Mohinder S.; Andrews, Angus P. (2001). (PDF) (Second ed.). New York: John Wiley & Sons. p. 401. ISBN .
  • Chui, Charles K.; Chen, Guanrong (2009). Kalman Filtering with Real-Time Applications. Springer Series in Information Sciences. 17 (4th ed.). New York: Springer. p. 229. ISBN .
  • Spivey, Ben (2010). "Constrained Nonlinear Estimation for Industrial Process Fouling". Industrial & Engineering Chemistry Research. 49 (17): 7824–7831. doi:10.1021/ie9018116. Unknown parameter |coauthors= ignored (|author= suggested) (help)
  • Thomas Kailath, Ali H. Sayed, and Babak Hassibi, Linear Estimation, Prentice-Hall, NJ, 2000, ISBN 978-0-13-022464-4.
  • Ali H. Sayed, Adaptive Filters, Wiley, NJ, 2008, ISBN 978-0-470-25388-5.


وصلات خارجية

  • A New Approach to Linear Filtering and Prediction Problems, by R. E. Kalman, 1960
  • , a good derivation of the Kalman-Bucy Filter
  • MIT Video Lecture on the Kalman filter
  • An Introduction to the Kalman Filter, SIGGRAPH 2001 Course, Greg Welch and Gary Bishop
  • Kalman filtering chapter from Stochastic Models, Estimation, and Control, vol. 1, by Peter S. Maybeck
  • Kalman Filter webpage, with lots of links
  • Kalman Filtering
  • Kalman filters used in Weather models, SIAM News, Volume 36, Number 8, October 2003.
  • Critical Evaluation of Extended Kalman Filtering and Moving-Horizon Estimation, Ind. Eng. Chem. Res., 44 (8), 2451–2460, 2005.
  • Source code for the propeller microprocessor: Well documented source code written for the Parallax propeller processor.
  • Gerald J. Bierman's Estimation Subroutine Library: Corresponds to the code in the research monograph "Factorization Methods for Discrete Sequential Estimation" originally published by Academic Press in 1977. Republished by Dover
  • Matlab Toolbox of Kalman Filtering applied to Simultaneous Localization and Mapping: Vehicle moving in 1D, 2D and 3D
  • Derivation of a 6D EKF solution to Simultaneous Localization and Mapping (In PDF). See also the tutorial on implementing a Kalman Filter with the MRPT C++ libraries.
  • The Kalman Filter Explained A very simple tutorial.
  • The Kalman Filter in Reproducing Kernel Hilbert Spaces A comprehensive introduction.
  • Matlab code to estimate Cox–Ingersoll–Ross interest rate model with Kalman Filter: Corresponds to the paper "estimating and testing exponential-affine term structure models by kalman filter" published by Review of Quantitative Finance and Accounting in 1999.
  • Extended Kalman Filters explained in the context of Simulation, Estimation, Control, and Optimization
تاريخ النشر: 2020-06-06 11:55:38
التصنيفات: Pages with citations using unsupported parameters, CS1 errors: missing periodical, CS1: long volume value, Control theory, Non-linear filters, مرشحات خطية, Signal estimation, Stochastic differential equations, روبوتية, Markov models, اختراعات مجرية, نظرية التحكم, مرشحات

مقالات أخرى من الموسوعة

سحابة الكلمات المفتاحية، مما يبحث عنه الزوار في كشاف:

آخر الأخبار حول العالم

باريس سان جيرمان يكتسح أنجيه بثلاثية فى الدوري الفرنسي.. فيديو وصور

المصدر: اليوم السابع - مصر التصنيف: غير مصنف
تاريخ الخبر: 2022-04-21 00:21:59
مستوى الصحة: 35% الأهمية: 35%

"الحجاب والهجرة والوضع الأمني".. مرشحا الرئاسة الفرنسية يتبا

المصدر: مصراوى - مصر التصنيف: غير مصنف
تاريخ الخبر: 2022-04-21 00:22:10
مستوى الصحة: 58% الأهمية: 58%

ماكرون يتهم لوبن بـ«التبعية» لروسيا خلال مناظرتهما الانتخابية

المصدر: ألشرق الأوسط - السعودية التصنيف: سياسة
تاريخ الخبر: 2022-04-21 00:22:46
مستوى الصحة: 93% الأهمية: 89%

كندا: قدراتنا ستكون محدودة لمساعدة مقاتلينا في أوكرانيا إذا

المصدر: مصراوى - مصر التصنيف: غير مصنف
تاريخ الخبر: 2022-04-21 00:22:02
مستوى الصحة: 46% الأهمية: 62%

الحكومة الليبية الجديدة تعقد أولى اجتماعاتها الخميس

المصدر: مصراوى - مصر التصنيف: غير مصنف
تاريخ الخبر: 2022-04-21 00:22:13
مستوى الصحة: 50% الأهمية: 59%

مجلس السيادة السوداني: البلاد تمر بمرحلة صعبة

المصدر: مصراوى - مصر التصنيف: غير مصنف
تاريخ الخبر: 2022-04-21 00:22:19
مستوى الصحة: 55% الأهمية: 55%

إيران تعلن اعتقال 3 جواسيس للموساد

المصدر: ألشرق الأوسط - السعودية التصنيف: سياسة
تاريخ الخبر: 2022-04-21 00:22:48
مستوى الصحة: 85% الأهمية: 86%

شكرى يتوجه للأردن للمشاركة في اجتماع طارئ لبحث التطورات على

المصدر: مصراوى - مصر التصنيف: غير مصنف
تاريخ الخبر: 2022-04-21 00:22:05
مستوى الصحة: 52% الأهمية: 64%

الأهلي والرجاء.. كيف أصبح موسيمانى رجل المواعيد الكبرى؟

المصدر: اليوم السابع - مصر التصنيف: غير مصنف
تاريخ الخبر: 2022-04-21 00:22:00
مستوى الصحة: 39% الأهمية: 41%

أطباء شرعيون: الوضع بمشارح الخرطوم كارثة إنسانية وأخلاقية

المصدر: صحيفة التغيير - السودان التصنيف: سياسة
تاريخ الخبر: 2022-04-21 00:22:31
مستوى الصحة: 48% الأهمية: 67%

450 خبيرًا يشاركون في أول مؤتمر دولي حول القانون النووي

المصدر: مصراوى - مصر التصنيف: غير مصنف
تاريخ الخبر: 2022-04-21 00:22:16
مستوى الصحة: 49% الأهمية: 59%

أوكرانيا تعرض على روسيا إجراء مفاوضات في ماريوبول

المصدر: ألشرق الأوسط - السعودية التصنيف: سياسة
تاريخ الخبر: 2022-04-21 00:22:48
مستوى الصحة: 88% الأهمية: 85%

إطلاق صاروخ من قطاع غزة على إسرائيل

المصدر: ألشرق الأوسط - السعودية التصنيف: سياسة
تاريخ الخبر: 2022-04-21 00:22:47
مستوى الصحة: 77% الأهمية: 91%

المبعوث الأممي يرحب بإعلان اليمن عن موعد أول رحلة طيران تجار

المصدر: مصراوى - مصر التصنيف: غير مصنف
تاريخ الخبر: 2022-04-21 00:22:08
مستوى الصحة: 45% الأهمية: 53%

تحميل تطبيق المنصة العربية