扩展卡尔曼滤波(安全关键实现)
Extended Kalman Filter — Safety-Critical Implementation
对非线性模型在当前估计点做一阶线性化后应用卡尔曼滤波。
01
定义
对非线性模型在当前估计点做一阶线性化后应用卡尔曼滤波。
02
公式与计算
Fₖ = ∂f/∂x |x̂ₖ₋₁;Hₖ = ∂h/∂x |x̂ₖ⁻
其余同标准 KF,用 Fₖ、Hₖ 代替
03
适用时机
姿态估计(AHRS)、GNSS/IMU 组合导航、非线性水文模型同化。 用于安全关键场景(预警、联锁、自动控制)时须做冗余/表决、看门狗与越限自检,异常输入按失效安全处理。
04
关键参数
非线性函数 f、h、雅可比矩阵、Q、R;安全版本关注中间结果一致性校验、看门狗超时与冗余表决,需进行故障注入测试。
05
注意事项
失效与边界强非线性下 EKF 会发散,应改用 UKF 或粒子滤波。 安全关键实现以失效安全为原则,双通道一致性不一致时应降级或停机,并保留审计日志。
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