题目
中国大学MOOC: 当卡尔曼滤波器中的测量噪声协方差R趋于零时,当前估计值依赖观测值多于预测值。
中国大学MOOC: 当卡尔曼滤波器中的测量噪声协方差R趋于零时,当前估计值依赖观测值多于预测值。
题目解答
答案
对
解析
考查要点:本题主要考查对卡尔曼滤波器中测量噪声协方差矩阵R的理解,以及其对卡尔曼增益的影响。
核心思路:
- 测量噪声协方差R反映了观测值的噪声大小。当R趋近于零时,说明观测值的可靠性极高。
- 卡尔曼增益决定了更新估计时观测值与预测值的权重分配。R减小会导致卡尔曼增益增大,从而观测值的权重增加,预测值的权重减少。
破题关键:
- 明确卡尔曼增益公式中R的作用:当R趋近于零时,分母中的项(H Pₖ|k⁻¹ Hᵀ + R)趋近于H Pₖ|k⁻¹ Hᵀ,使卡尔曼增益增大,最终导致估计更依赖观测值。
卡尔曼增益公式为:
$K_k = P_{k|k-1} H_k^T \left( H_k P_{k|k-1} H_k^T + R_k \right)^{-1}$
其中,$R_k$是测量噪声协方差矩阵。
当$R_k \to 0$时:
- 分母变化:$H_k P_{k|k-1} H_k^T + R_k \to H_k P_{k|k-1} H_k^T$,分母减小。
- 卡尔曼增益增大:分母减小导致整体分数增大,即$K_k$增大。
- 权重分配:增益增大意味着观测值的权重增加,预测值的权重减少。因此,当前估计值更依赖观测值。