機械人學中的狀態估計筆記

2021-09-17 23:58:00 字數 1515 閱讀 2200

《機械人學中的狀態估計》中文譯本,買回了二十天,到今晚大概掃了一遍。雖然大部分內容都是不看詳細的公式推導的,相比看這本書前,還是有不小收穫的。

再次相信了「開卷有益」這句話,也確實覺得這本書要比《概率機械人》講的更加明白,也可能是看概率機械人時,只有一點點的基礎,而現在大部分東西基本都搞明白了,所以看這本書相對來說並沒有看《概率機械人》時那麼吃力。

也再次對自己說一句,你不可能看一遍就把一本書中的所有內容都掌握了,要求不要太高,有所收穫有所領悟哪怕是一點點都是很值得的。不管看懂看不懂,當你看第一次看完這本書的時候,你已經掌握了這本書裡10%的內容了。

1、粒子濾波和無跡卡爾曼講的比《概率機械人》要簡單易懂,大概是看明白了。

2、先驗、似然、後驗到底是什麼意思?

說真的,現在才真正明白。。(菜是原罪)在狀態估計中,可以這麼理解,先驗就是沒有得到觀測值時的概率分布,似然就是觀測的概率分布,後驗就是在得到觀測值後對先驗校正後的概率分布。

3、線性高斯系統和非線性非高斯系統有什麼區別?

而如果使用優化的方法求解的話,就跳過了高斯分布的這個假設,它並沒有涉及到均值方差的概念,直接構建誤差函式,求得使總誤差最小時的狀態量即可。

4、遞迴估計和批量估計有什麼區別?

遞迴是濾波形式的,只考慮上一時刻的狀態;而批量是優化形式的,會考慮前面所有時刻的狀態。

濾波器分類,卡爾曼、粒子濾波全都是基於貝葉斯濾波推導出來的。

而非線性優化是基於最大似然估計(map,maximum a posteriori)或最大後驗估計的 (ml,maximum likelihood)推導的。這是兩種推導方式。

5、迭代擴充套件卡爾曼濾波(iekf)相較於非迭代版本有什麼區別?

6、(ba)bundle adjustment和slam的區別是什麼?

最本質的區別是:ba是乙個最大似然問題,slam是乙個最大後驗問題。也就是說,ba只有觀測值,而slam還要知道機械人是如何運動的,即要有乙個運動模型。見中文書p308

7、為什麼gps+imu融合時還要要估計加速度和陀螺儀的偏差?

看了第五章後明白了,因為在經典的卡爾曼濾波中,都是在假設雜訊是零均值高斯誤差模型下推導的。但是像加速度這種控制量,它是會有零偏的,也就是它所測量的值隨時間會有乙個固定的偏差,這樣的話加速度的誤差就不是零均值高斯誤差模型了。如果卡爾曼濾波不考慮這些,會導致誤差不是無偏的。按我之前的理解,狀態量只要速度、朝向、位置就夠了,但是看別的書上都是還要把偏差也估計出來,之前不理解,現在終於理解了。

看了這麼多理論,總的大概是入們slam了。其實最重要是實戰,你不可能自己寫乙個後端優化的東西,學會熟練使用開源庫是一項很重要的技能。動手能力才是真正的能力,老闆讓你做乙個東西,不是讓你看書學習的(雖然看書學習很重要),他要聽的是結果,你做出了什麼,不是你學了什麼,弄明白了什麼。所以,下一步,重點學習gtsam庫的使用,用它來做一些東西出來。

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