[发明专利]处理截断数据的卡尔曼滤波方法及滤波器

说明书

本公开是关于数据处理技术领域，公开一种处理截断数据的卡尔曼滤波方法及滤波器。该处理截断数据的卡尔曼滤波方法包括：使用无迹卡尔曼滤波UKF算法计算待测系统的一步预测状态值和协方差；使用修正观测方程基于所述待测系统的一步预测状态值确定所述待测系统的预测观测值；基于所述待测系统的预测观测值和所述协方差确定所述待测系统的卡尔曼增益；基于所述卡尔曼增益对所述待测系统进行状态更新和测量值更新。

技术领域

本公开涉及数据处理技术领域，具体而言，涉及一种处理截断数据 的卡尔曼滤波方法及滤波器。

背景技术

传统的线性滤波技术已经非常成熟，不过，实际应用环境往往给经 典的信号处理提出了新的要求。其中比较具有代表意义的就是所谓的截 断(Censored)数据。由于采样环境的限制，或者是处理能力的不足， 我们需要处理的数据样本往往并不完整，而是被天然或者人为截断，从 而造成了精度损失或者信息缺失。

现有的滤波技术在面对非线性系统等复杂系统的数据截断问题时， 存在稳定性和可靠性差的缺点。

需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本公 开的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现 有技术的信息。

发明内容

本公开的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种处理截断数 据的卡尔曼滤波方法及滤波器。

根据本公开的一个方面，提供一种处理截断数据的卡尔曼滤波方法， 包括：

使用无迹卡尔曼滤波UKF算法计算待测系统的一步预测状态值和 协方差；

使用修正观测方程基于所述待测系统的一步预测状态值确定所述待 测系统的预测观测值；

基于所述待测系统的预测观测值和所述协方差确定所述待测系统的 卡尔曼增益；

基于所述卡尔曼增益对所述待测系统进行状态更新和测量值更新。

根据本公开的另一个方面，还提供一种卡尔曼滤波器，包括：

一个或多个处理器；

存储器，用于存储所述发送器的可执行指令；

其中，所述一个或多个处理器被配置为经由执行所述可执行指令来 执行本公开任意实施例所述的处理截断数据的卡尔曼滤波方法。

本公开滤波方法，通过对待测系统使用UKF算法得到待测系统的一 步预测状态值和协方差，在一步预测状态值的基础上可获取到待测系统 的新的采样点，将这些采样点代入本公开提供的修正观测方程可计算得 到待测系统的预测观测值，然后根据待测系统的预测观测值和待测系统 的协方差可计算得到待测系统的卡尔曼增益，再使用卡尔曼增益可实现 对待测系统进行状态更新和测量值更新。本公开方法通过对观测方程进 行修正，修正后的观测方程将截断融入统计特性中，噪声不再是高斯分 布，而是截断的高斯分布，因此观测值也服从截断的高斯分布。从而使 得本公开方法能够适用于非线性系统，且能够有效处理非线性系统的数 据截断问题。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解 释性的，并不能限制本公开。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合 本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。显而易见地， 下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人 员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他 的附图。

图1为本公开处理截断数据的卡尔曼滤波方法的流程图；

图2为无迹变换的原理的示意图；

图3为使用UKF算法计算待测系统的一步状态预测值和协方差的流 程图；