【目标跟踪】基于迭代扩展卡尔曼滤波器 (IEKF) 进行对象跟踪附matlab代码

简介: 【目标跟踪】基于迭代扩展卡尔曼滤波器 (IEKF) 进行对象跟踪附matlab代码

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⛄ 内容介绍

目标跟踪技术普遍应用于军事与民用领域,而滤波算法是其重要组成部分,因此受到了广泛关注与研究.迭代扩展卡尔曼滤波(Iterated Extended Kalman Filter,IEKF)是一种性能较为优越的滤波算法,该算法结构简单,滤波精度较高,鲁棒性较强,本文对IEKF算法展开相应的研究.

⛄ 部分代码

% function to implement the Iterated Extended Kalman Filter (IEKF)

% Inputs:

%  OBSn - the observations (with noise)

%  xest - initial state space estimates

% Ouputs:

%  Xp - predicted states

function Xp = f_IEKF(OBSn,xest)


load avar % r1,r2, L, and T


tol = .1; % tolerance for iterations

diff = 1;

count = 0;


F = [1 T 0 0 0 0 0;

   0 1 0 0 0 0 0;

   0 0 1 T 0 0 0;

   0 0 0 1 0 0 0;

   0 0 0 0 1 0 T;

   0 0 0 0 0 1 T;

   0 0 0 0 0 0 1]; % state transition matrix


n = size(OBSn,2); % number of observations


Xp = zeros(7,n);  % make room


Pkp1 = 1e10*eye(7); %xest*xest'; %.1*ones(7,7);


%Pkp1 = xest*xest';

%Pkp1 = F*Pkp1*F';


%Pkp1 = (10*randn(7,1))*(10*randn(7,1)).';

%Pkp1 = F*Pkp1*F';


% for each observation

for i = 1:n;

   

   % if this is the first iteration the prior predicted estimate is xest

   % if this is not the first run the prior estimate is in Xp

   if i == 1

       xkm1 = xest;

   else

       xkm1 = Xp(:,i-1);

   end

   

   Pkm1 = Pkp1; % conditional covariance from last iteration

   

   % iterations are started with the predicted estimate from the last run

   xkn = xkm1;

   while ~(diff < tol || count > 9)

       

       count = count + 1;

       

       H = [gradest(@(x)f_h1(x),xkn); gradest(@(x)f_h2(x),xkn)];

       

       R = (.01*randn(2,1))*(.01*randn(2,1)).';

       

       Rdiag = diag(R); R = diag(Rdiag);

       

       K = Pkm1*H'*(H*Pkm1*H'+R)^-1;

       

       xkn_temp = xkm1 + K*(OBSn(:,i)-f_h(xkn)-H*(xkm1-xkn));

       

       diff = norm(abs(xkn_temp-xkn));

       

       fprintf('diff = %g \n',diff)

       

       xkn = xkn_temp;

           

   end

   

   H = [gradest(@(x)f_h1(x),xkn); gradest(@(x)f_h2(x),xkn)];

   

   Pkk = (eye(7)-K*H)*Pkm1;

   

   Pkp1 = F*Pkk*F';

   

   Xp(:,i) = F*xkn;

   

   clc;

   

   fprintf('i = %g; Count is %g \n',i,count)

   

   count = 0;

   

   diff = 1;

   

end

⛄ 运行结果

⛄ 参考文献

[1]吴松伦. 基于迭代扩展卡尔曼滤波的目标跟踪算法研究[D]. 西北师范大学.

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