分享
 
 
 

kalman filter 卡尔曼滤波的例子

王朝other·作者佚名  2006-01-09
窄屏简体版  字體: |||超大  

因为在研究中使用了kalman 滤波,这是一个挺难理解的控制理论,我花了好长时间才了解一些基本的概念,opencv虽然提供了一个实例,但是这个例子基于c的,不容易看懂,也不好重用,后来我整理了一个简单的类来,期间在论坛上有一个handsome & romantic 的法国小伙也在研究这个滤波,后来我给了他程序,他修改后发给了我,所以这里的代码也有他的部分,算是中法合作产品 :)

对于kalman的初学者来讲,像我这样没什么数学功底的人,看教科书真是很累,说实在的,我觉得老外的基础理论的书都很评议近人,不像国内那些教授搞得那么悬虚,

初学者可以参考

http://bbs.matwav.com/index.jsp 研学论坛有几篇通俗易懂的中文解释

http://www.cs.unc.edu/~welch/kalman/ 这里是老外综合的kalman基地,很不错的。

代码示例:

============================kalman.h================================

// kalman.h: interface for the kalman class.

//

//////////////////////////////////////////////////////////////////////

#if !defined(AFX_KALMAN_H__ED3D740F_01D2_4616_8B74_8BF57636F2C0__INCLUDED_)

#define AFX_KALMAN_H__ED3D740F_01D2_4616_8B74_8BF57636F2C0__INCLUDED_

#if _MSC_VER > 1000

#pragma once

#endif // _MSC_VER > 1000

#include <math.h>

#include "cv.h"

class kalman

{

public:

void init_kalman(int x,int xv,int y,int yv);

CvKalman* cvkalman;

CvMat* state;

CvMat* process_noise;

CvMat* measurement;

const CvMat* prediction;

CvPoint2D32f get_predict(float x, float y);

kalman(int x=0,int xv=0,int y=0,int yv=0);

//virtual ~kalman();

};

#endif // !defined(AFX_KALMAN_H__ED3D740F_01D2_4616_8B74_8BF57636F2C0__INCLUDED_)

============================kalman.cpp================================

#include "kalman.h"

#include <stdio.h>

/* tester de printer toutes les valeurs des vecteurs...*/

/* tester de changer les matrices du noises */

/* replace state by cvkalman->state_post ??? */

CvRandState rng;

const double T = 0.1;

kalman::kalman(int x,int xv,int y,int yv)

{

cvkalman = cvCreateKalman( 4, 4, 0 );

state = cvCreateMat( 4, 1, CV_32FC1 );

process_noise = cvCreateMat( 4, 1, CV_32FC1 );

measurement = cvCreateMat( 4, 1, CV_32FC1 );

int code = -1;

/* create matrix data */

const float A[] = {

1, T, 0, 0,

0, 1, 0, 0,

0, 0, 1, T,

0, 0, 0, 1

};

const float H[] = {

1, 0, 0, 0,

0, 0, 0, 0,

0, 0, 1, 0,

0, 0, 0, 0

};

const float P[] = {

pow(320,2), pow(320,2)/T, 0, 0,

pow(320,2)/T, pow(320,2)/pow(T,2), 0, 0,

0, 0, pow(240,2), pow(240,2)/T,

0, 0, pow(240,2)/T, pow(240,2)/pow(T,2)

};

const float Q[] = {

pow(T,3)/3, pow(T,2)/2, 0, 0,

pow(T,2)/2, T, 0, 0,

0, 0, pow(T,3)/3, pow(T,2)/2,

0, 0, pow(T,2)/2, T

};

const float R[] = {

1, 0, 0, 0,

0, 0, 0, 0,

0, 0, 1, 0,

0, 0, 0, 0

};

cvRandInit( &rng, 0, 1, -1, CV_RAND_UNI );

cvZero( measurement );

cvRandSetRange( &rng, 0, 0.1, 0 );

rng.disttype = CV_RAND_NORMAL;

cvRand( &rng, state );

memcpy( cvkalman->transition_matrix->data.fl, A, sizeof(A));

memcpy( cvkalman->measurement_matrix->data.fl, H, sizeof(H));

memcpy( cvkalman->process_noise_cov->data.fl, Q, sizeof(Q));

memcpy( cvkalman->error_cov_post->data.fl, P, sizeof(P));

memcpy( cvkalman->measurement_noise_cov->data.fl, R, sizeof(R));

//cvSetIdentity( cvkalman->process_noise_cov, cvRealScalar(1e-5) );

//cvSetIdentity( cvkalman->error_cov_post, cvRealScalar(1));

//cvSetIdentity( cvkalman->measurement_noise_cov, cvRealScalar(1e-1) );

/* choose initial state */

state->data.fl[0]=x;

state->data.fl[1]=xv;

state->data.fl[2]=y;

state->data.fl[3]=yv;

cvkalman->state_post->data.fl[0]=x;

cvkalman->state_post->data.fl[1]=xv;

cvkalman->state_post->data.fl[2]=y;

cvkalman->state_post->data.fl[3]=yv;

cvRandSetRange( &rng, 0, sqrt(cvkalman->process_noise_cov->data.fl[0]), 0 );

cvRand( &rng, process_noise );

}

CvPoint2D32f kalman::get_predict(float x, float y){

/* update state with current position */

state->data.fl[0]=x;

state->data.fl[2]=y;

/* predict point position */

/* x'k=A鈥k+B鈥k

P'k=A鈥k-1*AT + Q */

cvRandSetRange( &rng, 0, sqrt(cvkalman->measurement_noise_cov->data.fl[0]), 0 );

cvRand( &rng, measurement );

/* xk=A?xk-1+B?uk+wk */

cvMatMulAdd( cvkalman->transition_matrix, state, process_noise, cvkalman->state_post );

/* zk=H?xk+vk */

cvMatMulAdd( cvkalman->measurement_matrix, cvkalman->state_post, measurement, measurement );

/* adjust Kalman filter state */

/* Kk=P'k鈥T鈥?H鈥'k鈥T+R)-1

xk=x'k+Kk鈥?zk-H鈥'k)

Pk=(I-Kk鈥)鈥'k */

cvKalmanCorrect( cvkalman, measurement );

float measured_value_x = measurement->data.fl[0];

float measured_value_y = measurement->data.fl[2];

const CvMat* prediction = cvKalmanPredict( cvkalman, 0 );

float predict_value_x = prediction->data.fl[0];

float predict_value_y = prediction->data.fl[2];

return(cvPoint2D32f(predict_value_x,predict_value_y));

}

void kalman::init_kalman(int x,int xv,int y,int yv)

{

state->data.fl[0]=x;

state->data.fl[1]=xv;

state->data.fl[2]=y;

state->data.fl[3]=yv;

cvkalman->state_post->data.fl[0]=x;

cvkalman->state_post->data.fl[1]=xv;

cvkalman->state_post->data.fl[2]=y;

cvkalman->state_post->data.fl[3]=yv;

}

 
 
 
免责声明:本文为网络用户发布,其观点仅代表作者个人观点,与本站无关,本站仅提供信息存储服务。文中陈述内容未经本站证实,其真实性、完整性、及时性本站不作任何保证或承诺,请读者仅作参考,并请自行核实相关内容。
2023年上半年GDP全球前十五强
 百态   2023-10-24
美众议院议长启动对拜登的弹劾调查
 百态   2023-09-13
上海、济南、武汉等多地出现不明坠落物
 探索   2023-09-06
印度或要将国名改为“巴拉特”
 百态   2023-09-06
男子为女友送行,买票不登机被捕
 百态   2023-08-20
手机地震预警功能怎么开?
 干货   2023-08-06
女子4年卖2套房花700多万做美容:不但没变美脸,面部还出现变形
 百态   2023-08-04
住户一楼被水淹 还冲来8头猪
 百态   2023-07-31
女子体内爬出大量瓜子状活虫
 百态   2023-07-25
地球连续35年收到神秘规律性信号,网友:不要回答!
 探索   2023-07-21
全球镓价格本周大涨27%
 探索   2023-07-09
钱都流向了那些不缺钱的人,苦都留给了能吃苦的人
 探索   2023-07-02
倩女手游刀客魅者强控制(强混乱强眩晕强睡眠)和对应控制抗性的关系
 百态   2020-08-20
美国5月9日最新疫情:美国确诊人数突破131万
 百态   2020-05-09
荷兰政府宣布将集体辞职
 干货   2020-04-30
倩女幽魂手游师徒任务情义春秋猜成语答案逍遥观:鹏程万里
 干货   2019-11-12
倩女幽魂手游师徒任务情义春秋猜成语答案神机营:射石饮羽
 干货   2019-11-12
倩女幽魂手游师徒任务情义春秋猜成语答案昆仑山:拔刀相助
 干货   2019-11-12
倩女幽魂手游师徒任务情义春秋猜成语答案天工阁:鬼斧神工
 干货   2019-11-12
倩女幽魂手游师徒任务情义春秋猜成语答案丝路古道:单枪匹马
 干货   2019-11-12
倩女幽魂手游师徒任务情义春秋猜成语答案镇郊荒野:与虎谋皮
 干货   2019-11-12
倩女幽魂手游师徒任务情义春秋猜成语答案镇郊荒野:李代桃僵
 干货   2019-11-12
倩女幽魂手游师徒任务情义春秋猜成语答案镇郊荒野:指鹿为马
 干货   2019-11-12
倩女幽魂手游师徒任务情义春秋猜成语答案金陵:小鸟依人
 干货   2019-11-12
倩女幽魂手游师徒任务情义春秋猜成语答案金陵:千金买邻
 干货   2019-11-12
 
推荐阅读
 
 
 
>>返回首頁<<
 
靜靜地坐在廢墟上,四周的荒凉一望無際,忽然覺得,淒涼也很美
© 2005- 王朝網路 版權所有