EKF在AGV小車係統中的(de)數學模(mó)型(xíng)主要包括狀態方程和觀測方(fāng)程。以下是其具體介紹:
狀態方程
線性狀(zhuàng)態(tài)方程:在一些簡化的AGV小車(chē)模型(xíng)中,假設AGV小車(chē)做勻速(sù)直線(xiàn)運動,其狀態(tài)方程可以表示(shì)為:(x_{k + 1} = Fx_k+Bu_k + w_k),其中(x_k)是狀態向量,通常包括AGV小車的位置、速度、姿態等信息,(F)是狀態(tài)轉移矩陣(zhèn),描述了係統狀態(tài)隨時間的變化規律,(B)是控製矩(jǔ)陣,(u_k)是控製向量,(w_k)是(shì)過程噪聲,通常假設(shè)為高斯噪聲。
非線性狀態(tài)方程:在更複雜的情況下,AGV小車的運動模型可能是非線性的,例如考慮車輛的轉向、加速、減速(sù)等動作,狀態方程可能會表(biǎo)示為(wéi):(x_{k + 1} = f(x_k, u_k)+w_k),其中(f(x_k, u_k))是一個非線性函數,描述了係統狀態的非線性(xìng)變化。
觀測方程
基於傳感(gǎn)器的觀測方程:AGV小車(chē)通常配備多(duō)種傳(chuán)感器,如慣性測(cè)量單(dān)元(IMU)、全球定位係統(GPS)、激光雷達等,觀測方程用於將傳感器的測量值與係(xì)統狀態聯係起來。以GPS為例,觀測方程可(kě)以表示為:(z_k = Hx_k + v_k),其中(z_k)是GPS測(cè)量得到的位置信息,(H)是觀測矩陣,將狀態向量映(yìng)射到觀測空間,(v_k)是觀(guān)測噪聲,通常也假設為高斯噪(zào)聲。
非線性觀測方程:對於一些傳感器,其測量模型可能是非線性的,例如激光雷達測量得到的是AGV小車與周圍環境(jìng)中(zhōng)障(zhàng)礙物的距(jù)離信息,觀(guān)測方程可能會表示為:(z_k = h(x_k)+v_k),其中(h(x_k))是一個非線性函數,描述了觀測值與係統狀態之間(jiān)的非(fēi)線性(xìng)關係。
在實際應用中,需要根據AGV小車的具體運動模型和(hé)傳(chuán)感器(qì)配置來確定相應的狀態方程和觀測方程,然後(hòu)通過EKF算法對係統狀態(tài)進行估計和更新。