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是的,你理解的方向是对的,不过我们可以更精确地说清楚它的含义:
1. 它从哪里来
你给的公式
x^k=x^k−+Kk(zk−Hx^k−)\hat{\mathbf{x}}_k = \hat{\mathbf{x}}_k^- + \mathbf{K}_k \left(\mathbf{z}_k - \mathbf{H} \hat{\mathbf{x}}_k^- \right)
中,
ek:=zk−Hx^k−\mathbf{e}_k := \mathbf{z}_k - \mathbf{H} \hat{\mathbf{x}}_k^-
是观测创新(innovation),反映了观测值与预测值的差异。 在逐维情形下,
x^i,k=x^i,k−+Ki,kei,k.\hat{x}{i,k} = \hat{x}{i,k}^- + K_{i,k} e_{i,k}.
如果 K_{i,k}
是确定的,那么更新量
Δx^i,k=Ki,kei,k\Delta \hat{x}{i,k} = K{i,k} e_{i,k}
的波动只由 e_{i,k}
决定。
但实际中,你的 K_{i,k}
不是已知的常数,而是由 Q_i,R_i
的估计不确定性决定的——这就是我们推导的 \theta_{i,\min},\theta_{i,\max}
及其对应的 $K_{i,\min},K_{i,\max}$。
2. |\xi|_\infty
表示的含义
公式
∥ξ∥∞≤maxi{θi,max2−θi,min2(1+θi,min2)(1+θi,max2)}⋅∥μ∥∞|\xi|\infty \le \max_i\left{ \frac{\theta{i,\max}^2-\theta_{i,\min}^2}{(1+\theta_{i,\min}^2)(1+\theta_{i,\max}^2)} \right} \cdot |\mu|_\infty
其实是在说:
- $\frac{\theta_{i,\max}^2-\theta_{i,\min}^2}{(1+\theta_{i,\min}^2)(1+\theta_{i,\max}^2)}$ 是增益
K_{i,k}
的最大可能变化幅度(上界与下界之差)。 - $\mu_i$ 是历史上创新
e_{i,k}
的平均绝对值($E|e_{i,k}|$),代表“输入量”的典型大小。 - 两者相乘,就是因
K_{i,k}
不确定性带来的\hat{x}_{i,k}
更新项波动的绝对值上界。
取 \infty
范数,就是取所有维度中最大的这个影响:
∥ξ∥∞≈maxi(增益变化幅度)×maxi(创新大小).|\xi|_\infty \approx \max_i \text{(增益变化幅度)} \times \max_i \text{(创新大小)}.
3. 直观解释
可以把它理解成:
“当我们对
Q_i,R_i
的估计不确定时,卡尔曼增益K_i
会有一个可能的变化区间,这会导致更新量K_i e_i
出现额外波动。|\xi|_\infty
给出了这种波动的最坏情况下的绝对值上界。”
换句话说,它衡量的正是你问的
Kk(zk−Hx^k−)\mathbf{K}_k \left(\mathbf{z}_k - \mathbf{H} \hat{\mathbf{x}}_k^- \right)
这一项的不确定性幅度,但这里是最坏情况下的最大绝对偏差(sup-norm),而不是平均波动。
我可以帮你画一张图,把 K_i
区间 × 创新幅度 → 更新量波动范围 的关系可视化,让你直观看出 \xi
是怎么来的。这样你一看就能明白它在公式里扮演的角色。你要我画吗?