目标跟踪技术在计算机视觉和信号处理领域中占据着重要的地位,其中滤波算法是实现目标跟踪的核心技术之一。卡尔曼滤波(Kalman Filter, KF)、扩展卡尔曼滤波(Extended Kalman Filter, EKF)、无迹卡尔曼滤波(Unscented Kalman Filter, UKF)和粒子滤波(Particle Filter, PF)是四种常见的滤波算法,它们各有特点,适用于不同的场景和需求。 卡尔曼滤波是一种高效的递归滤波器,它能够在带噪声的线性系统中估计线性动态系统的状态。卡尔曼滤波器适用于系统模型和观测模型都是线性的情况,通过预测和更新两个阶段交替进行,实现实时的状态估计。由于其计算效率高,卡尔曼滤波在目标跟踪领域有着广泛的应用,尤其是在目标跟踪初期。 扩展卡尔曼滤波是对卡尔曼滤波的一种扩展,用于处理非线性系统的状态估计问题。在实际应用中,许多系统可以近似为非线性系统,EKF通过一阶泰勒展开将非线性函数局部线性化,然后应用标准卡尔曼滤波算法。虽然EKF在非线性系统中能够提供有效的状态估计,但其线性化的误差有时会导致滤波性能下降,尤其是在系统高度非线性时。 无迹卡尔曼滤波是另一种处理非线性系统的滤波方法。UKF采用无迹变换来捕捉非线性状态分布的统计特性,通过选择一组Sigma点来近似非线性函数的分布,避免了EKF中的线性化误差。UKF不需要计算复杂的雅可比矩阵,因此在某些情况下比EKF有着更好的性能,特别是在状态变量维数较高时。 粒子滤波又称为蒙特卡罗滤波,是一种基于贝叶斯估计的序列蒙特卡罗方法,通过一组带有权重的随机样本(粒子)来近似后验概率分布。粒子滤波特别适用于处理非线性、非高斯噪声系统的状态估计问题,理论上可以逼近任意精度的后验概率密度函数。然而,粒子滤波的计算量通常较大,尤其是在粒子数目较多时。 在实际应用中,选择哪一种滤波算法主要取决于目标跟踪系统的具体要求,包括系统模型的线性度、噪声特性、计算资源和实时性要求等因素。因此,对于卡尔曼滤波、扩展卡尔曼滤波、无迹卡尔曼滤波和粒子滤波的效果对比研究,可以帮助工程师和研究人员更好地理解每种算法的优缺点,从而在实际项目中做出更加合理的选择。 Angle_Convert.m、PF.m、UKF.m、Data_Generate.m、EKF.m、Figure.m、KF.m、main.m、Parameter_Set.m和RMS.m这些文件名称暗示了文件中可能包含了实现目标跟踪算法的源代码,以及用于生成仿真数据、设置参数、计算均方根误差(RMS)等模块。这些文件对于深入研究目标跟踪算法的实现细节,以及在不同算法间进行性能对比提供了实验基础。
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Maltlab 程序,直观显示了三种滤波方法的估计值与真实值的误差,以及PF方法的置信区间。Maltlab 程序,直观显示了三种滤波方法的估计值与真实值的误差,以及PF方法的置信区间。
2023-12-02 12:59:41 7KB
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EKF、UKF、PF目标跟踪性能的比较
2022-04-26 19:41:46 201KB EKF UKF PF 目标跟踪
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ekf-ukf-pf 迭代扩展卡尔曼,无味卡尔曼-粒子滤波 性能之间的比较
2022-04-10 18:15:36 6KB ekf-ukf-pf
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EKF,UKF,PF三种滤波算法的比较,包括状态估计和误差比较。(该程序有一个小问题,关于粒子滤波的没有显示,需要自己加上),完整的代码请看另一篇
2022-01-06 16:12:32 7KB matlab
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仿真了EKF、二阶EKF、UKF及PF滤波过程,过程详细,仅涉及一个观测变量!
2021-11-06 11:28:17 9KB EKF 二阶EKF UKF PF
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扩展卡尔曼-无迹卡尔曼-粒子滤波示例 里面包含ukf,ekf,pf的matlab代码过程 其中,状态方程和观测方程 可能与你的不一样,到时候自己替换就好,没有测试数据 不过自己对一遍公式就知道 该代码是否正确
2020-02-02 03:16:07 1.81MB matlab ukf ekf pf
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EKF UKF PF三个算法在f(x) = 0.5 *x + 25*x/1+x^2 + 8 * cos(1.2*(k-1))下仿真比较,自己写的代码,直接可以产生很好的效果图,直接可以给导师看。
2019-12-21 22:10:42 7KB EKF UKF PF
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利用单IMU采集的数据计算当前载体的姿态横滚角和俯仰角,IMU加计作为观测量,陀螺作为状态量。
2019-12-21 20:07:21 3KB alog
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MATLAB三种卡尔曼滤波对比,分别是扩展卡尔曼滤波EKF,不敏卡尔曼滤波UKF,粒子滤波PF。有跟踪效果和估计值误差。
2019-12-21 20:01:59 8KB 卡尔曼滤波 kalman EKF UKF
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