状態空間モデルでのカルマンフィルターの説明


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状態空間モデルでのカルマンフィルターの使用に関連する手順は何ですか?

私はいくつかの異なる処方を見てきましたが、詳細についてはわかりません。たとえば、Cowpertwaitは次の方程式のセットから始まります。

θT=GTθT-1+WT

yt=Ft′θt+vt
θt=Gtθt−1+wt

ここで、、および 、は未知の推定値であり、は観測値です。W T〜N (0 、W T)θ T、Y Tθ0∼N(m0,C0),vt∼N(0,Vt)wt∼N(0,Wt)θtyt

Cowpertwaitは、関係する分布を定義します(それぞれ、事前、可能性、事後分布):

Y T | θ T〜N (F

θt|Dt−1∼N(at,Rt)
θT| DT〜N(M、T、CT)
yt|θt∼N(Ft′θt,Vt)
θt|Dt∼N(mt,Ct)

と

at=Gtmt−1,Rt=GtCt−1Gt′+Wtet=yt−ft,mt=at+Atetft=Ft′at,Qt=Ft′RtFt+VtAt=RtFtQt−1,Ct=Rt−AtQtAt′

ちなみに、は、観測値がまでの場合の分布を意味します。より単純な表記はが、私はカウパーウェイトの表記に固執します。θt|Dt−1θtyt−1θt|t−1

著者はまた、期待の観点からの予測について説明しています。yt+1|Dt

E[yt+1|Dt]=E[Ft+1′θt+1+vt+1|Dt]=Ft+1′E[θt+1|Dt]=Ft+1′at+1=ft+1

私が理解している限り、これらは手順ですが、間違いや不正確さがあった場合はお知らせください。

  1. 、から始めつまり、推定値を推測します。m0C0θ0
  2. 値を予測します。これは、あると等しくなければなりません。は、知られています。y1|D0f1F1′a1a1a1=G1m0
  3. 予測が得られたら、エラーを計算します。y1|D0e1=y1−f1
  4. エラーは、およびを必要とする事後分布を計算するために使用されます。は、以前の平均と誤差の加重和として与えられます:。 θ 1 | D 1 m 1 C 1 m 1 a 1 + A 1 e 1e1θ1|D1m1C1m1a1+A1e1
  5. 次の反復では、ステップ1のようにを予測することから始めます。この場合、です。以降及びの期待ある我々は既に前のステップで計算され、その後、我々は、エラー計算に進むことができると以前のように事後分布の平均。 f 2 = Fy2|D12=G2m個1m個1θ1| D1E2θ2| D2f2=F2′a2a2=G2m1m1θ1|D1e2θ2|D2

事後分布の計算は更新ステップと呼ばれ、の期待値の使用は予測ステップだと思います。 y t + 1 | D tθt|Dtyt+1|Dt

簡潔にするために、共分散行列を計算する手順は省略しました。

私は何かを逃しましたか?これを説明するより良い方法を知っていますか?これはまだやや厄介なので、おそらくより明確なアプローチがあるでしょう。

回答:


3

At


お返事ありがとうございます。多分それは正しいですが、私はこれのより詳細な(そして自然な)説明を読みたいです。私は本やスライドの説明を読みましたが、それらのほとんどはあまり明確ではなく、わずかな違いがあります。
— Robert Smith
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