Continuous–discrete derivative-free extended Kalman filter based on Euler–Maruyama and Itô–Taylor discretizations: Conventional and square-root implementations

平方根 卡尔曼滤波器 应用数学 数学 非线性系统 控制理论(社会学) 扩展卡尔曼滤波器 计算机科学 统计 几何学 量子力学 物理 人工智能 控制(管理)
作者
Maria V. Kulikova,Gennady Yu. Kulikov
出处
期刊:European Journal of Control [Elsevier BV]
卷期号:76: 100960-100960 被引量:4
标识
DOI:10.1016/j.ejcon.2024.100960
摘要

In this paper, we continue to study the derivative-free extended Kalman filtering (DF-EKF) framework for state estimation of continuous–discrete nonlinear stochastic systems. Having considered the Euler–Maruyama and Itô–Taylor discretization schemes for solving stochastic differential equations, we derive the related filters' moment equations based on the derivative-free EKF principal. In contrast to the recently derived MATLAB-based continuous–discrete DF-EKF techniques, the novel DF-EKF methods preserve an information about the underlying stochastic process and provide the estimation procedure for a fixed number of iterates at the propagation steps. Additionally, the DF-EKF approach is particularly effective for working with stochastic systems with highly nonlinear and/or nondifferentiable drift and observation functions, but the price to be paid is its degraded numerical stability (to roundoff) compared to the standard EKF framework. To eliminate the mentioned pitfall of the derivative-free EKF methodology, we develop the conventional algorithms together with their stable square-root implementation methods. In contrast to the published DF-EKF results, the new square-root techniques are derived within both the Cholesky and singular value decompositions. A performance of the novel filters is demonstrated on a number of numerical tests including well- and ill-conditioned scenarios.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
Zinc完成签到,获得积分10
刚刚
Rrr完成签到,获得积分10
刚刚
Always完成签到,获得积分10
1秒前
正直绮烟完成签到,获得积分10
1秒前
修脚大师发布了新的文献求助10
1秒前
2秒前
dddd应助胡心怡采纳,获得10
2秒前
ZZZZCloud完成签到,获得积分20
2秒前
Rrr发布了新的文献求助20
3秒前
3秒前
嘻嘻嘻完成签到,获得积分20
4秒前
充电宝应助无心的浩轩采纳,获得10
6秒前
6秒前
www发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
木木完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
尔东发布了新的文献求助10
8秒前
萬壹发布了新的文献求助10
8秒前
CodeCraft应助yyl采纳,获得10
8秒前
雪山飞龙发布了新的文献求助10
10秒前
yangbin710发布了新的文献求助10
10秒前
10秒前
Gandiva发布了新的文献求助10
11秒前
11秒前
xuplusstar关注了科研通微信公众号
11秒前
乐乐应助xing采纳,获得10
11秒前
dan完成签到 ,获得积分20
11秒前
雨辰完成签到 ,获得积分10
11秒前
13秒前
王xingxing完成签到 ,获得积分10
13秒前
虾虾发布了新的文献求助10
14秒前
LYD发布了新的文献求助10
14秒前
15秒前
16秒前
风琴完成签到,获得积分10
16秒前
无奈迎波发布了新的文献求助30
16秒前
16秒前
17秒前
17秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Cronologia da história de Macau 1600
Decentring Leadership 1000
Lloyd's Register of Shipping's Approach to the Control of Incidents of Brittle Fracture in Ship Structures 1000
BRITTLE FRACTURE IN WELDED SHIPS 1000
Intentional optical interference with precision weapons (in Russian) Преднамеренные оптические помехи высокоточному оружию 1000
Atlas of Anatomy 5th original digital 2025的PDF高清电子版(非压缩版,大小约400-600兆,能更大就更好了) 1000
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 纳米技术 计算机科学 化学工程 生物化学 物理 复合材料 内科学 催化作用 物理化学 光电子学 细胞生物学 基因 电极 遗传学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6184364
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8011653
关于积分的说明 16663915
捐赠科研通 5283697
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2816564
邀请新用户注册赠送积分活动 1796376
关于科研通互助平台的介绍 1660883