Kalman filter(卡爾曼濾波)

Kalman是一種數位濾波器,他能在一包含雜訊的量測中預估系統動態,

簡單說,作為濾波器(Filter)就一定有濾波功能,也就是能抑制雜訊。

有時候電路在做A/D量測取樣時,往往都會遇到雜訊的干擾,但是這些雜訊除了透過硬體的處理

是否也能夠通過軟體的運算,去抑制那些雜訊訊號,Kalman Filter我認為相當好用

下面兩張圖,一張是原始資料(Raw data),另外一張是經過Kalman filter濾波過後的資料

可以看得出,對於雜訊的抑制相當有幫助,但是值得注意的是,濾波器的強度(設定參數)

可能還是必須配合系統要求做調整,例如,取樣速度的快慢,當假設訊號變化速度太快,

而Filter濾波時間太長(反應較慢),則可能會造成嚴重的系統錯誤,

然而為了提高filter的靈敏度,可能又會造成抑制雜訊達不到預期的效果

kalman filter

 

綠色圓圈:要表達的是雜訊被抑制後的結果

黃色圓圈:要表達的是訊號遭到抑制後,所需要的回復時間(取到真實信號的時間)

紅色圓圈:要表達的是真實訊號太短時,可能會受到濾波器的抑制影響而取到錯誤訊號

 

參考資料:維基百科 卡爾曼濾波

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