简易卡尔曼滤波(仅供学习)
程序代码:
#include <stdio.h> float Q_angle=0.001;//过程噪声的协方差 float Q_gyro=0.003;//0.003 过程噪声的协方差 过程噪声的协方差为一个一行两列矩阵 float R_angle=0.5;// 测量噪声的协方差 既测量偏差 float dt=0.005;//注意:dt的取值为kalman滤波器采样时间; float P[2][2] = {{ 1, 0 },{ 0, 1 }}; float Angle,Angle_dot; float Pdot[4] ={0,0,0,0}; const char C_0 = 1; float Q_bias, Angle_err, PCt_0, PCt_1, E, K_0, K_1, t_0, t_1; /************************************************************************** 函数功能:简易卡尔曼滤波 入口参数:加速度、角速度 返回 值:无 **************************************************************************/ void Kalman_Filter(float Angle_m,float Gyro_m) //gyro_m:gyro_measure { Angle+=(Gyro_m-Q_bias) * dt;//先验估计误差协方差的微分 Pdot[0]=Q_angle - P[0][1] - P[1][0];// Pk-先验估计误差协方差的微分 Pdot[1]=- P[1][1]; Pdot[2]=- P[1][1]; Pdot[3]=Q_gyro; P[0][0] += Pdot[0] * dt;// Pk- 先验估计误差协方差微分的积分 P[0][1] += Pdot[1] * dt;// = 先验估计误差协方差 P[1][0] += Pdot[2] * dt; P[1][1] += Pdot[3] * dt; Angle_err = Angle_m - Angle;//zk-先验估计 PCt_0 = C_0 * P[0][0]; PCt_1 = C_0 * P[1][0]; E = R_angle + C_0 * PCt_0; K_0 = PCt_0 / E;//Kk K_1 = PCt_1 / E; t_0 = PCt_0; t_1 = C_0 * P[0][1]; P[0][0] -= K_0 * t_0;//后验估计误差协方差 P[0][1] -= K_0 * t_1; P[1][0] -= K_1 * t_0; P[1][1] -= K_1 * t_1; Angle += K_0 * Angle_err;//后验估计 Q_bias += K_1 * Angle_err;//后验估计 Angle_dot = Gyro_m-Q_bias;//输出值(后验估计)的微分 = 角速度 }
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