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2.6 KiB
Raw Blame History

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(zkHx^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:=zkHx^k\mathbf{e}_k := \mathbf{z}_k - \mathbf{H} \hat{\mathbf{x}}_k^-

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,max2θi,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:

  • $\frac{\theta_{i,\max}^2-\theta_{i,\min}^2}{(1+\theta_{i,\min}^2)(1+\theta_{i,\max}^2)}$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

\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(zkHx^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?