基于扩展卡尔曼滤波EKF的车辆状态估计。 估计的状态有：车辆的横纵向位置、车辆行驶轨迹、横摆角、车速、加速度、横摆角速度以及相应的估计偏差。 内容附带Simulink模型与MATLAB代码，以及参考文献。 在现代智能交通系统中，精确地估计车辆的状态是实现高效和安全交通的关键技术之一。车辆状态估计通常涉及获取车辆在运行过程中的位置、速度、加速度以及车辆动态的其他相关信息。基于扩展卡尔曼滤波（EKF）的车辆状态估计方法是目前应用较为广泛的一种技术，它能够通过融合多种传感器数据，如GPS、IMU（惯性测量单元）、轮速传感器等，来提供精确的车辆动态参数。 在讨论EKF车辆状态估计时，我们通常关注以下几个方面：车辆的横纵向位置是指车辆在二维坐标系中的具体位置，这对于确定车辆在道路上的位置至关重要；车辆行驶轨迹描述了车辆随时间变化的路径，这对于预测车辆的未来位置和规划路径非常有用；第三，车辆的横摆角是指车辆相对于行驶方向的转动角度，这个参数对于车辆稳定性的分析与控制非常重要；第四，车速和加速度是描述车辆运动状态的基本物理量，它们对于评估车辆动力性能和安全性能不可或缺；横摆角速度是指车辆绕垂直轴旋转的角速度，这对于车辆操控性能分析至关重要。 扩展卡尔曼滤波方法是在传统卡尔曼滤波的基础上，针对非线性系统的状态估计进行扩展。EKF利用了泰勒级数展开的第一阶项来近似系统的非线性模型，从而实现对非线性系统状态的估计。在车辆状态估计中，EKF通过对传感器数据进行融合处理，可以有效地估计出车辆的状态以及相应的估计偏差。 本文档提供了详细的EKF车辆状态估计的理论分析和实践应用。内容中包含了Simulink模型和MATLAB代码，这些资源对于理解和实现EKF车辆状态估计非常有帮助。Simulink是一个基于图形的多域仿真和模型设计工具，它允许用户通过拖放式界面创建动态系统模型，而MATLAB代码则提供了实现EKF算法的具体实现细节。此外，文档还提供了相关的参考文献，供读者进一步研究和验证。 在Simulink模型中，通常会将车辆状态估计系统设计成多个模块，包括传感器模块、EKF滤波模块、状态估计输出模块等。每个模块会根据其功能实现特定的算法或数据处理。在模型运行时，通过设置不同的参数和条件，可以模拟车辆在各种驾驶情况下的动态响应，并通过EKF方法获得车辆状态的实时估计。 MATLAB代码则涉及到算法的实现细节，包括状态估计的初始化、系统状态模型的定义、观测模型的建立、滤波器的更新过程等。通过编写和执行这些代码，可以实现对车辆状态的精确估计，并分析状态估计的准确性和稳定性。 参考文献对于扩展和深化EKF车辆状态估计的知识非常重要。它们提供了理论基础、算法改进、实际应用案例以及未来研究方向等多方面的信息，有助于读者更全面地理解和掌握EKF车辆状态估计技术。 基于扩展卡尔曼滤波的车辆状态估计是一种强大的技术，它通过整合多种传感器数据，利用EKF算法提供车辆动态状态的准确估计。这种估计对于车辆安全、导航、控制以及智能交通系统的发展至关重要。通过本文档提供的Simulink模型和MATLAB代码，研究人员和工程师可以更深入地理解和实现EKF车辆状态估计，从而推动智能交通技术的进步。

内容概要：本文围绕基于多种卡尔曼滤波方法（如KF、UKF、EKF、PF、FKF、DKF等）的状态估计与数据融合技术展开研究，重点探讨其在非线性系统状态估计中的应用，并结合Matlab代码实现相关算法仿真。文中详细比较了各类滤波方法在处理噪声、非线性动态系统及多传感器数据融合中的性能差异，涵盖目标跟踪、电力系统状态估计、无人机导航与定位等多个应用场景。此外，文档还列举了大量基于Matlab的科研仿真案例，涉及优化调度、路径规划、故障诊断、信号处理等领域，提供了丰富的代码实现资源和技术支持方向。; 适合人群：具备一定Matlab编程基础，从事控制工程、信号处理、电力系统、自动化或机器人等相关领域研究的研究生、科研人员及工程师；熟悉基本滤波理论并希望深入理解和实践各类卡尔曼滤波算法的研究者；; 使用场景及目标：①掌握KF、EKF、UKF、PF等滤波器在状态估计与数据融合中的原理与实现方式；②应用于无人机定位、目标跟踪、传感器融合、电力系统监控等实际工程项目中；③用于学术研究与论文复现，提升算法设计与仿真能力； 阅读建议：建议结合提供的Matlab代码进行动手实践，重点关注不同滤波算法在具体场景下的实现细节与性能对比，同时可参考文中列出的其他研究方向拓展应用思路，宜按主题分类逐步深入学习。

### 卡尔曼滤波简介及其算法实现 #### 一、卡尔曼滤波器概述 卡尔曼滤波(Kalman Filter)是一种广泛应用于信号处理、控制系统等领域的算法，主要用于估计系统的状态，即使是在存在噪声的情况下也能提供精确的估计。卡尔曼滤波由匈牙利裔美国数学家鲁道夫·埃米尔·卡尔曼(Rudolf Emil Kalman)于1960年首次提出，并在其论文《A New Approach to Linear Filtering and Prediction Problems》中进行了详细阐述。 #### 二、卡尔曼滤波的基本概念 1. **最优递归数据处理算法**：卡尔曼滤波是一个递归算法，它能够在最小均方误差意义下给出最佳状态估计。这意味着算法能够利用历史数据来不断更新当前的状态估计，以获得最接近真实状态的预测。 2. **广泛的应用领域**：卡尔曼滤波的应用范围非常广泛，从早期的航空航天导航、控制系统到现代的计算机视觉、机器学习等领域都有其身影。特别是在自动驾驶汽车、无人机导航、目标跟踪等方面，卡尔曼滤波发挥着重要作用。 3. **卡尔曼滤波的核心思想**：卡尔曼滤波的核心在于利用系统的动态模型和测量信息来不断更新对系统状态的最佳估计。这种更新通过预测步骤和校正步骤交替进行。 #### 三、卡尔曼滤波的工作原理 1. **状态空间模型**：卡尔曼滤波基于状态空间模型。状态空间模型通常包括两个部分： - 动态模型(状态方程): 描述了系统状态如何随时间变化。 - 测量模型(观测方程): 描述了如何通过传感器获取系统的状态信息。 2. **卡尔曼滤波的五个核心公式**： - **预测步骤**： - 预测状态：\( \hat{x}_{k|k-1} = F_k \hat{x}_{k-1|k-1} + B_k u_k \) - 预测协方差矩阵：\( P_{k|k-1} = F_k P_{k-1|k-1} F_k^T + Q_k \) - **校正步骤**： - 计算卡尔曼增益：\( K_k = P_{k|k-1} H_k^T (H_k P_{k|k-1} H_k^T + R_k)^{-1} \) - 更新状态估计：\( \hat{x}_{k|k} = \hat{x}_{k|k-1} + K_k (z_k - H_k \hat{x}_{k|k-1}) \) - 更新协方差矩阵：\( P_{k|k} = (I - K_k H_k) P_{k|k-1} \) 其中， - \( \hat{x}_{k|k-1} \) 是k时刻基于k-1时刻信息的状态预测。 - \( \hat{x}_{k|k} \) 是k时刻基于所有信息的状态估计。 - \( P_{k|k-1} \) 和 \( P_{k|k} \) 分别是预测和估计的状态协方差矩阵。 - \( K_k \) 是卡尔曼增益。 - \( z_k \) 是k时刻的测量值。 - \( F_k \), \( B_k \), \( H_k \) 分别是系统模型中的状态转移矩阵、控制输入矩阵和观测矩阵。 - \( Q_k \) 和 \( R_k \) 分别是过程噪声和测量噪声的协方差矩阵。 3. **卡尔曼滤波的实例解析**：假设我们需要估计一个房间的温度，其中： - **预测阶段**：根据前一时刻的温度预测当前时刻的温度，并计算预测值的不确定性（协方差）。 - **更新阶段**：利用温度计的测量值以及测量值的不确定性来修正预测值，从而得到更准确的状态估计。 #### 四、卡尔曼滤波的实现语言 卡尔曼滤波可以使用多种编程语言实现，包括但不限于C++、C和MATLAB。每种语言都有其优势： - **C/C++**：适用于对性能有较高要求的应用场景，如实时系统。 - **MATLAB**：适合快速原型开发和学术研究，提供了丰富的工具箱支持卡尔曼滤波的实现。 #### 五、总结 卡尔曼滤波作为一种强大的状态估计技术，在多个领域都有着广泛的应用。通过对状态空间模型的合理建模和卡尔曼滤波公式的正确应用，可以有效地处理噪声数据并提供精确的状态估计。无论是基础理论的学习还是实际项目的应用，卡尔曼滤波都是一个不可或缺的重要工具。

Mean shift 算法是一种非参数密度估计算法，可以实现快速的最优匹配。为了有效地将Mean shift算法应用到灰度图像中，使用空间分布和纹理信息作为匹配信息，提出了一种基于空间方向直方图的Mean shift跟踪新算法。利用卡尔曼滤波器来获得每帧目标的起始位置，再利用Mean shift算法得到跟踪位置。实验结果证明，该算法在目标运动较快，目标尺度变化的情况下仍能稳定、实时、高效地跟踪目标。

基于无迹卡尔曼滤波和扩展卡尔曼滤波的路面附着系数估计研究——基于Matlab Simulink环境,基于Matlab Simulink的无迹卡尔曼与扩展卡尔曼滤波的路面附着系数估计研究,路面附着系数估计，采用UKF和EKF两种算法。 软件为Matlab Simulink，非Carsim联合仿真。 dugoff轮胎模块：纯simulink搭非代码 整车模块：7自由度整车模型 估计模块：无迹卡尔曼滤波，扩展卡尔曼滤波，均是simulink现成模块应用无需S-function 带有相关文献和估计说明 ,路面附着系数估计;UKF算法;EKF算法;Matlab Simulink;dugoff轮胎模块;7自由度整车模型;无迹卡尔曼滤波;扩展卡尔曼滤波;相关文献;估计说明,基于UKF和EKF算法的路面附着系数估计研究：Matlab Simulink实现

基于无迹扩展卡尔曼滤波的路面附着系数估计系统：Matlab Simulink源码与建模指导,路面附着系数估计_无迹扩展卡尔曼滤波（UKF EKF） 软件使用：Matlab Simulink 适用场景：采用无迹 扩展卡尔曼滤波UKF进行路面附着系数估计，可实现“不变路面，对接路面和对开路面”等工况的路面附着系数估计。 产品simulink源码包含如下模块： →整车模块：7自由度整车模型 →估计模块：无迹卡尔曼滤波，扩展卡尔曼滤波 包含：simulink源码文件，详细建模说明文档，对应参考资料 适用于需要或想学习整车动力学simulink建模，以及simulink状态估计算法建模的朋友。 模型运行完全OK（仅适用于MATLAB17版本及以上） ,路面附着系数估计;无迹扩展卡尔曼滤波（UKF EKF）;Matlab Simulink;7自由度整车模型;状态估计算法建模;模型运行完全OK。,MATLAB Simulink：基于无迹扩展卡尔曼滤波的路面附着系数估计模型

ECCV，全称为欧洲计算机视觉大会（European Conference on Computer Vision），是计算机视觉领域最顶级的国际会议之一，与CVPR、ICCV并称为全球三大CV盛会。2018年的ECCV会议聚集了全球顶尖的研究者和从业者，共同探讨计算机视觉领域的最新进展和未来趋势，其中包括一个重要方向——目标跟踪（Object Tracking）。 目标跟踪是计算机视觉中的核心问题，它涉及到图像处理、模式识别、机器学习等多个子领域。在2018年的ECCV会议上，众多研究者提交的论文聚焦于如何提升目标跟踪的准确性、鲁棒性和实时性，以适应日益复杂的视觉环境和应用场景。 目标跟踪的核心任务是找到视频序列中特定对象的位置和形状变化。这需要解决的关键问题包括初始化、目标表示、状态更新和漂移修正。2018年ECCV的论文可能涵盖了这些方面的创新方法，例如采用深度学习模型来改进目标表示，利用更高效的算法实现状态更新，以及提出新的漂移纠正策略。 深度学习在2018年前后已成为目标跟踪领域的主导技术。基于深度神经网络的跟踪方法，如Siamese网络、深度卷积网络（CNN）和循环神经网络（RNN），通过学习特征表示和动态模型，显著提升了跟踪性能。这些论文可能会讨论如何优化网络结构，以适应不同的跟踪场景和对象特性。 再者，应对复杂环境和动态变化，研究人员可能会提出新的适应性和鲁棒性策略。比如，一些论文可能会涉及在线学习，让跟踪器能够根据新观测到的数据自我调整；另一些可能关注多模态融合，结合颜色、纹理、运动等多种信息进行跟踪；还有可能探索对抗性训练，增强跟踪器对光照变化、遮挡、相似背景等干扰因素的抵抗力。 此外，实时性是目标跟踪在实际应用中不可或缺的要求。2018年ECCV的论文可能会介绍如何在保持高精度的同时提高计算效率，例如通过轻量级网络设计、模型量化和硬件优化等手段。 压缩包中可能包含的代码资源，对于理解这些先进方法的实际工作原理和实现细节至关重要。它们可以作为学习和进一步研究的基础，帮助开发者和研究者快速复现结果，或者启发新的研究思路。 2018年ECCV的目标跟踪论文和代码资源代表了当时该领域的前沿技术，涵盖了深度学习、模型优化、鲁棒性增强等多个方面，对于深入理解和提升目标跟踪技术具有极大的价值。通过深入研读这些论文，我们可以洞见计算机视觉的发展脉络，为未来的创新提供灵感。

ICCV论文的Matlab实现——用于鲁棒视觉目标跟踪的联合组特征选择和判别滤波器学习__Matlab implementation of ICCV2019 paper _Joint Group Feature Selection and Discriminative Filter Learning for Robust Visual Object Tracking_.zip 随着计算机视觉技术的飞速发展，视觉目标跟踪作为其中的一个重要研究领域，吸引了大量的关注。视觉目标跟踪是指在视频序列中实时地追踪特定物体的位置和运动状态。目标跟踪算法需要对目标进行准确检测，并在连续的视频帧中保持对目标的锁定，即使在物体移动、遮挡或背景变化等复杂情况下也要尽可能地减少跟踪误差。 在诸多的目标跟踪算法中，基于判别滤波器的方法因其良好的实时性和鲁棒性而备受青睐。判别滤波器通常采用特征选择的方法来提取与目标跟踪最相关的特征。然而，选择哪种特征以及如何组合这些特征对于跟踪性能的提升至关重要。 ICCV（国际计算机视觉与模式识别会议）是计算机视觉领域内一个著名的学术会议。ICCV2019上发表的这篇论文提出了一种联合组特征选择和判别滤波器学习的新方法。该方法通过学习区分目标与背景的特征，并将其用于判别滤波器的更新，从而实现更加准确和鲁棒的目标跟踪。该算法不仅提高了跟踪的准确性，同时也提高了对遮挡和快速运动等挑战性场景的适应能力。 Matlab是一种广泛应用于工程计算、数据分析、算法开发和仿真的编程语言和环境。Matlab的高级数学功能、丰富的工具箱和易于使用的可视化环境使其成为计算机视觉算法开发和测试的理想平台。在这篇论文中，研究人员利用Matlab实现了这一创新的视觉目标跟踪算法，并通过Matlab的快速原型开发特性，对算法进行了验证和展示。 为了使更多的研究者和工程师能够理解和复现这一算法，作者将论文中的算法实现了Matlab代码，并通过压缩包的形式发布。压缩包内的文件结构和代码注释的清晰程度对于其他用户学习和使用该算法至关重要。代码中可能包含多个函数和脚本，用于处理不同的跟踪阶段，如目标检测、特征提取、滤波器更新以及结果评估等。 此外，为了验证算法的有效性，作者可能还在压缩包中包含了测试数据集和相应的评估脚本。这些数据集包含了各种具有挑战性的跟踪场景，例如背景复杂、目标运动快速、存在遮挡等。通过在这些数据集上运行算法，研究者和工程师可以准确评估跟踪性能，并与其他算法进行比较。 该论文的Matlab实现不仅促进了该领域的学术交流，也加速了先进算法的工程应用。通过提供可复现的代码，研究人员可以在此基础上进行改进或将其集成到更大规模的应用中。对于视觉目标跟踪这一领域来说，这种开放和共享的精神极大地推动了整个领域的发展和进步。

基于MATLAB的无迹卡尔曼滤波算法参数辨识完整代码实现,MATLAB中完整可运行的无迹卡尔曼滤波参数辨识代码解析与实现,无迹卡尔曼滤波参数辨识MATLAB完整代码可运行 ,无迹卡尔曼滤波; 参数辨识; MATLAB完整代码; 可运行,无迹卡尔曼滤波参数辨识代码MATLAB 在当前的控制系统和信号处理领域，卡尔曼滤波器作为一种有效的递归滤波器被广泛研究和应用。无迹卡尔曼滤波器（Unscented Kalman Filter，UKF）是卡尔曼滤波技术的一个重要分支，其核心思想是利用一组精心挑选的采样点（Sigma点）来近似系统的非线性特性，从而在不损失精度的情况下更准确地描述系统状态的转移。无迹卡尔曼滤波器特别适合于处理非线性系统的状态估计问题。 本文档“无迹卡尔曼滤波参数辨识的完整代码实现”旨在提供一个在MATLAB环境下完整的、可运行的无迹卡尔曼滤波算法实现示例。文档中详细解析了无迹卡尔曼滤波的工作原理，包括其初始化、预测、更新、状态估计和协方差更新等关键步骤。读者通过阅读该文档能够深入理解UKF的算法结构，并能够根据具体应用场景进行代码的调整和优化，实现对自己研究或者工程问题的参数辨识。 文档中提到的“基于学习和数据驱动的无人船舶航向控制和轨迹跟踪”部分，展示了如何将无迹卡尔曼滤波应用于复杂的动态系统的控制和轨迹预测问题。无人船舶作为海洋工程中的重要组成部分，其航向控制和轨迹跟踪技术的研究对于提高船舶的自主导航能力、保障海上交通安全以及开发无人船舶技术具有重大意义。通过数据驱动的方法和无迹卡尔曼滤波算法，可以有效提高对海洋环境变化和船舶动态行为的预测准确性，进而实现对无人船舶更为精确的控制。 在实际应用中，无迹卡尔曼滤波器的参数设置对算法的性能有着直接的影响。参数辨识是优化UKF算法性能的重要步骤。通过调整相关的参数，比如过程噪声和测量噪声的协方差，可以使滤波器更好地适应实际的动态过程和测量噪声特性。参数辨识过程通常涉及到大量试验和仿真实验，以找到最佳的参数配置。 文档中还提供了一些相关的HTML文件和图片资源，这些资源有助于读者更好地理解无迹卡尔曼滤波算法以及如何在MATLAB中实现相关代码。这些图片可能包括算法流程图、系统动态示意图等，有助于可视化复杂概念和算法过程。HTML文件中可能包含了对文档结构的索引或者对特定算法部分的详细介绍，为读者提供了一个清晰的学习路径。 文档“无迹卡尔曼滤波参数辨识的完整代码实现”不仅提供了一个宝贵的无迹卡尔曼滤波算法的实现工具，而且通过丰富的示例和解释，使读者能够更加深入地理解无迹卡尔曼滤波技术，并将其应用到实际的控制系统和信号处理问题中。这种技术的掌握对于工程师和研究人员来说具有很高的实用价值，能够显著提高处理非线性动态系统的效率和精度。

# 基于C语言的STM32F4无迹卡尔曼滤波器 ## 项目简介 本项目是一个为STM32F4微控制器实现的无迹卡尔曼滤波器，使用C语言编写。项目在VSCode中开发，并借助Renode模拟器进行调试。 ## 项目的主要特性和功能 实现了适用于STM32F4微控制器的无迹卡尔曼滤波器。 利用Renode模拟器进行调试，方便开发和测试。 ## 安装使用步骤 ### 安装依赖 1. 安装armnoneeabigcc工具链并添加到系统路径。[下载链接](https:developer.arm.comtoolsandsoftwareopensourcesoftwaredevelopertoolsgnutoolchaingnurmdownloads) 2. 安装Renode并添加到系统路径。[下载链接](https:renode.io) ### 下载项目 2. 进入项目根目录cd UKFSTM32F4