clqfly 发表于 2012-5-12 22:01:23

问一个卡尔曼里的数学问题

最近自学卡尔曼,就是网上传的最广的用温度举例的那个资料,看到第二个公式的时候有一处疑惑,以下复制自原文:

到现在为止,我们的系统结果已经更新了,可是,对应于X(k|k-1)的covariance还没更新。我们用P表示covariance:P(k|k-1)=AP(k-1|k-1) A’+Q ……… (2) ……(预测系数)温度预测系数:5^2 = 3^2 + 4^2;(P(k-1|k-1)=3,Q=4)式(2)中,P(k|k-1)是X(k|k-1)对应的covariance,P(k-1|k-1)是X(k-1|k-1)对应的covariance,A’表示A的转置矩阵,Q是系统过程的covariance。式子1,2就是卡尔曼滤波器5个公式当中的前两个,也就是对系统的预测。

其中A P(k-1|k-1) A’具体是什么含义?翻遍了线代和概率论的书籍都没找到,烦请大虾解释一下,谢谢

philoman 发表于 2012-5-12 23:32:24

这个式子的意思就是, 用P(k-1/k-1)来更新P(k/k-1);A是矩阵,P也是矩阵,A‘是A的转置矩阵,AP(k-1/k-1)A'是矩阵相乘;
这里为了帮助理解,我要说明一个性质,一个方差为D_A随机变量A,乘以一个系数a后,得到一个新的随机变量B=a*A,则B的方差D_B=a^2*D_A,星号表示乘法运算,^2表示平方;若a、A是矩阵,则不能简单地取平方,而要以a*A*a'的形式替代;

clqfly 发表于 2012-5-13 10:50:06

philoman 发表于 2012-5-12 23:32 static/image/common/back.gif
这个式子的意思就是, 用P(k-1/k-1)来更新P(k/k-1);A是矩阵,P也是矩阵,A‘是A的转置矩阵,AP(k-1/k-1)A' ...

首先感谢你的回复,我一开始也是这么想的,但不知如何证明这个A*P*A‘就等价于你所说的a^2*D_A


我是假设两个二阶矩阵A和P,元素均用字母代替,计算出A*P*A‘与A^2*P不相等。后来一想也是,能写成A^2*P也就不用写成A*P*A‘了,所以philoman大虾能不能再说一下证明过程呢?

clqfly 发表于 2012-5-13 20:26:15

自己顶一下,有哪位大神能帮忙解答

philoman 发表于 2012-5-14 16:07:56

楼主纠结了, 矩阵运算跟代数运算差别很大的;关于APA',你可以去翻翻书, 矩阵轮/高等代数, 不要局限于线性代数

philoman 发表于 2012-5-14 16:13:33

简单证明一下吧,对于零均值列向量A,其协方差矩阵为d_A=mean(AA'),那么列向量B=PA的协方差矩阵为d_B=mean((PA)(PA)')=mean(PAA'P')=P*mean(AA')*P'=P*d_A*P;关于(PA)'=A'P',就不用解释了吧?

小笨蛋 发表于 2012-5-14 20:52:11

philoman 发表于 2012-5-14 16:13 static/image/common/back.gif
简单证明一下吧,对于零均值列向量A,其协方差矩阵为d_A=mean(AA'),那么列向量B=PA的协方差矩阵为d_B=mean ...

我有个地方不懂,就是用这个公式计算卡尔曼增益,
Kg(k)= P(k|k-1) / (P(k|k-1) + R) ……… (9)

P(k|k)=(1-Kg(k))P(k|k-1) ……… (10)
协方差不是越来越小吗?最后不就趋近于0吗?那个时候怎么办?

clqfly 发表于 2012-5-14 22:18:06

philoman 发表于 2012-5-14 16:07 static/image/common/back.gif
楼主纠结了, 矩阵运算跟代数运算差别很大的;关于APA',你可以去翻翻书, 矩阵轮/高等代数, 不要局限于线性 ...

《矩阵论》!小弟本科生一枚,还没接触到这么高深的东西,只是因为做毕设及兴趣原因想弄懂卡尔曼。谢谢6楼的提示。

renkd 发表于 2012-5-15 19:32:22

需要努力了

skystalker 发表于 2012-5-16 22:57:20

感谢philoman,现在我明白了
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