2021-10-25 20:05:22 索炜达电子 504
项目编号:E1750
文件大小:21K
源码说明:带中文注释
开发环境:C编译器
简要概述:
这是一个Kalman Filter的程序,内含状态量为标量和二维矢量的C程序实现,详见kalman_filter.c与kalman_filter.h。
程序使用的数据类型是float,程序测试主要在PC上和TMS320C6000的嵌入式平台。当然,因为是C程序,移植到其它的平台那是特别的方便!
fixed_test1.h``fixed_test2.h以及free_test07.h包含了测试用的数据。test_kalman_filter.c只是一个包含main函数测试程序。
Example
环境要求:gcc的C编译环境,当然最好有Matlab环境可以非常直观方便的看到滤波效果。
在test_kalman_filter.c中修改要使用Kalman滤波的数据,只要修改include包含即可
//#include "fixed_test1.h"
#include "fixed_test2.h"
//#include "free_test07.h"
推荐使用已经写好的Makefile文件进行编译执行,在gcc环境中,依次执行以下命令:
make " gcc编译程序
make run " 运行程序
之后数据和滤波结果会存储到当前目录的result.txt文件中(第一列为原数据,第二列为滤波结果)
运行Matlab,执行脚本plot_result.m,选择result.txt文件即可查看滤波效果,下面为使用标量滤波的效果,卡尔曼滤波器使突变的数据变得平滑。
实际使用时只需要将kalman_filter.c
与kalman_filter.h
拷贝到工程目录中即可,调用的步骤一律按照:
kalman_init(..., init_x, init_p) kalman_filter(..., z_measure)
本程序未包含自适应调参,因此请根据实际应用环境仔细调整,很重要。关于调参有很多可研究的地方,主要需要设定的参数如下:
init_x:待测量的初始值,如有中值一般设成中值(如陀螺仪)
init_p:后验状态估计值误差的方差的初始值
q:预测(过程)噪声方差
r:测量(观测)噪声方差。以陀螺仪为例,测试方法是:保持陀螺仪不动,统计一段时间内的陀螺仪输出数据。数据会近似正态分布,按3σ原则,取正态分布的(3σ)^2作为r的初始化值。
其中q和r参数尤为重要,一般得通过实验测试得到。
关于Kalman滤波的详细公式推导参见论文An Introduction to the Kalman Filter.
目录│文件列表:
└ kalman_filter
│ fixed_test1.h
│ fixed_test2.h
│ free_test07.h
│ kalman_filter.c
│ kalman_filter.h
│ Makefile
│ plot_result.asv
│ plot_result.m
│ result.png
│ result.txt
└ test_kalman_filter.c