EKF在AGV小車係統中的數學模型主要包括狀(zhuàng)態方程和觀測方程。以下是其具體介紹:
狀態方程
線性狀態(tài)方程:在一些簡化的AGV小車模型中,假(jiǎ)設AGV小車做(zuò)勻速直線運動,其狀態方程可以表示為:(x_{k + 1} = Fx_k+Bu_k + w_k),其中(x_k)是狀態向量,通(tōng)常包括AGV小車的(de)位置、速度、姿(zī)態(tài)等(děng)信息,(F)是狀態轉移矩(jǔ)陣,描述了係統狀態(tài)隨時間的變(biàn)化(huà)規律,(B)是控製矩陣,(u_k)是控製向量,(w_k)是過程噪聲,通常假設為高斯噪聲。
非線性狀態方程:在更複雜的情況(kuàng)下,AGV小車的(de)運動模型可能是非線性的,例如考慮(lǜ)車輛的(de)轉向、加速(sù)、減速等動作,狀態方程可能會表示為:(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(tǒng)狀態的非線性變化。
觀測方程
基(jī)於傳感器的觀測方程:AGV小車通常配備多種傳感器,如慣性測量單元(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統狀態聯係起來(lái)。以GPS為例,觀測方程可以表示為:(z_k = Hx_k + v_k),其中(z_k)是GPS測量得到的位置信息,(H)是觀測矩陣,將狀態向量映射到觀測空間,(v_k)是觀測噪聲(shēng),通常也假設為高斯(sī)噪聲。
非線性觀測方程:對於一些傳感器(qì),其測量模型(xíng)可能是非線性的(de),例如激光雷達測(cè)量(liàng)得到的是AGV小車與周圍(wéi)環(huán)境中障礙物的距離信息,觀測方程可能(néng)會表示為:(z_k = h(x_k)+v_k),其中(zhōng)(h(x_k))是一個非線(xiàn)性函數,描述了(le)觀(guān)測(cè)值與係統(tǒng)狀態(tài)之間的非線性關係。
在實際應用中,需要根據AGV小車的具體運動模型和傳感器配置來確定相應(yīng)的狀態方程和觀測方程,然後通過EKF算法對係統狀態進行估計和更新。