מסנן קלמן – הבדלי גרסאות

תוכן שנמחק תוכן שנוסף
אין תקציר עריכה
מ סקריפט החלפות (מסוי, בדרך כלל, מדויק)
שורה 1:
{{עריכה|עיצוב, תמונות, משוואות, קטגוריות, מקורות}}
[[קובץ:Basic concept of Kalman filtering.svg|ממוזער|400px|מסנן קלמן עוקב אחר הערכת מצב המערכת והשונות או חוסר הוודאות של ההערכה. ההערכה מעודכנת על פי מודל מעבר מצבים. <math>\hat{x}_{k\mid k-1}</math> מסמן את מצב המערכת המוערך בזמן k לפני המדידה ה-k,לפני שהמדידה ''y''<sub>''k''</sub> נלקחה בחשבון; <math>P_{k\mid k-1}</math> הוא ערך אי הוודאות.]]
'''מסנן קלמן''' הוא [[אלגוריתם]], המקבל כקלט סדרה של מדידות מורעשות של ערכים שונים המייצגים מצב של מערכת בזמן מסוים, ומייצר הערכה, בד"כבדרך מדוייקתכלל מדויקת יותר, של אותם הערכים על סמך תוצאת המסנן בעבר. המסנן עובד בצורה רקורסיבית על קלט [[רעש|מורעש]] ומייצר הערכה [[סטטיסטיקה|סטטיסטית]] של מצב המערכת. המסנן נקרא על שם [[רודולף קלמן]], אחד ממפתחיו הבולטים.
 
למסנן יישומים רבים בטכנולוגיה. אחד היישומים העיקריים הוא בהנחייהבהנחיה, ניווט ובקרה של [[כלי רכב]], במיוחד מטוסים[[מטוס]]ים או [[רכב חלל|רכבי חלל]] (בהם למערכות הניווט קשה לאכן את המיקום באמצעות נקודות ציון). כמו כן הוא מיושם רבות ב[[עיבוד אותות]] ו[[אקונומטריקה]].
 
האלגוריתם מכיל מערכת משוואות והוא עובד בשני שלבים: ראשית, האלגוריתם מייצר הערכה של מצב המערכת (כלומר, ערכי המדדים שלה) ושל ערכי אי הוודאות שלהם. בשלב השני, נקלטות התוצאות של המדידות הבאות (בד"כבדרך כלל כולל שגיאות מדידה מסויימותמסוימות). תוצאות אלו מקבלות כל אחד משקל משלה והוא מעדכן באמצעותן את מצב המערכת. משקל כל תוצאה תלוי ברמת האמינות אותה מייחס האלגוריתם לאותה מדידה. המשקלים יכולים להשתנות במשך פעולת המסנן בהתאם לתוצאות המתקבלות בכל מדידה. כך למשל, במידה ומתקבלשמתקבל הפרש גבוה בין ההערכה לבין המדידה, המסנן עשוי להפחית את המשקל שהוא נותן להערכות הקודמות שלו ולהגביר את המשקל הניתן לתוצאה, ולהיפךולהפך.
 
האלגוריתם משתמש רק במדידות החדשות ובמצב המערכת כפי שהתקבל מההערכה שלו, ללא התייחסות לערכים קודמים. לפיכך, קל ליישם את האלגוריתם במערכותב[[מערכת זמן אמת|מערכות זמן אמת]].
הנחת היסוד של האלגוריתם היא שאי הדיוק בכל אחת מהמדידות הוא גיאוסייאני[[גאוסיאן|גאוסייאני]].
 
על מנת לקבל תוצאות מיטביות, האלגוריתם נדרש לקבל הערכות נכונות בקשר לדיוק המשתנים המתקבלים. במידה ואין הערכה כזו, תוצאות המסנן תהיינה טובות פחות, אך עדיין טובות בהרבה משימוש בשיטות רגילות, כמו [[ממוצע נע]].
 
במסנן נעשה שימוש גם במצב בו מעוניינים לאחד את אותה מדידה משני חיישנים שונים ובלתי תלויים לטובת ייצור ערך מדויק יותר מכל אחת משתי המדידות.
 
[[קטגוריה:מערכות בקרה]]