●第1章 緒論1
1.1濾波的含義1
1.2Kalman濾波的背景2
1.3很優估計的相關方法3
1.3.1最小二乘法3
1.3.2極大似然估計5
1.3.3維納濾波6
1.3.4Kalman濾波7
1.3.5Kalman濾波衍生算法9
1.3.6粒子濾波10
1.4Kalman濾波的應用領域11
參考文獻12
第2章 MATLAB編程基礎14
2.1MATLAB簡介14
2.1.1MATLAB發展歷史14
2.1.2MATLAB使用簡介16
2.1.3M文件編輯器的使用19
2.2數據類型和數組21
2.2.1數據類型概述21
2.2.2數組的創建22
2.2.3數組的屬性24
2.2.4數組的操作25
2.2.5結胞數組28
2.3程序設計30
2.3.1條件語句30
2.3.2循環語句32
2.3.3函數34
2.4數據可視化36
2.4.1坐標軸設置36
2.4.2曲線繪制38
2.4.3直方圖和餅圖41
2.4.4動畫功能45
參考文獻48
第3章 線性Kalman濾波50
3.1Kalman濾波原理50
3.1.1射影定理50
3.1.2Kalman濾波器52
3.1.3Kalman濾波的參數處理57
3.2Kalman濾波在溫度測量中的應用59
3.2.1原理介紹59
3.2.2MATLAB仿真程序61
3.3Kalman濾波在自由落體運動目標跟蹤中的應用63
3.3.1狀態方程的建立63
3.3.2MATLAB仿真程序67
3.4Kalman濾波在船舶GPS導航定位繫統中的應用69
3.4.1原理介紹69
3.4.2MATLAB仿真程序72
3.5Kalman濾波在石油地震勘探中的應用74
3.5.1石油地震勘探白噪聲反卷積濾波原理74
3.5.2石油地震勘探白噪聲反卷積濾波仿真實現76
3.5.3MATLAB仿真程序77
3.6Kalman濾波在視頻圖像目標跟蹤中的應用80
3.6.1視頻圖像處理的基本方法80
3.6.2Kalman濾波對自由下落的皮球跟蹤應用90
3.6.3目標檢測MATLAB程序92
3.6.4Kalman濾波視頻跟蹤MATLAB程序94
3.7奶牛尾部圖像目標跟蹤98
3.7.1目標運動建模98
3.7.2奶牛運動跟蹤算法100
3.7.3奶牛尾部跟蹤算法程序103
參考文獻106
第4章 擴展Kalman濾波108
4.1擴展Kalman濾波原理108
4.1.1局部線性化108
4.1.2線性Kalman濾波110
4.2簡單非線性繫統的擴展Kalman濾波器設計111
4.2.1原理介紹111
4.2.2標量非線性繫統擴展Kalman濾波的MATLAB程序114
4.3擴展Kalman濾波在目標跟蹤中的應用115
4.3.1目標跟蹤數學建模115
4.3.2基於觀測距離的擴展Kalman濾波目標跟蹤算法116
4.3.3基於距離的目標跟蹤算法MATLAB程序118
4.3.4基於擴展Kalman濾波的純方位目標跟蹤算法120
4.3.5純方位目標跟蹤算法MATLAB程序122
4.4擴展Kalman濾波在純方位尋的導彈制導中的應用124
4.4.1三維尋的制導繫統124
4.4.2擴展Kalman濾波在尋的制導問題中的算法分析126
4.4.3仿真結果128
4.4.4尋的制導MATLAB程序129
4.5擴展Kalman濾波在電池壽命估計中的應用133
4.5.1電池壽命預測模型133
4.5.2數據加載136
4.5.3擴展Kalman程序及計算結果138
參考文獻142
第5章 無跡Kalman濾波144
5.1無跡Kalman濾波原理144
5.1.1無跡變換144
5.1.2無跡Kalman濾波算法實現146
5.2無跡Kalman濾波在單觀測站目標跟蹤中的應用147
5.2.1原理介紹147
5.2.2仿真程序149
5.3無跡Kalman濾波在勻加速度直線運動目標跟蹤中的應用152
5.3.1原理介紹152
5.3.2仿真程序154
5.4無跡Kalman濾波與擴展Kalman濾波算法的應用比較157
5.5無跡Kalman濾波算法在電池壽命估計中的應用162
參考文獻166
第6章 交互多模型Kalman濾波168
6.1交互多模型Kalman濾波原理168
6.2交互多模型Kalman濾波在目標跟蹤中的應用171
6.2.1問題描述171
6.2.2交互多模型濾波器設計172
6.2.3仿真分析173
6.2.4交互多模型Kalman濾波算法MATLAB仿真程序175
參考文獻180
第7章 Kalman濾波的Simulink仿真182
7.1Simulink概述182
7.1.1Simulink啟動182
7.1.2Simulink仿真設置184
7.1.3Simulink模塊庫簡介188
7.2S函數193
7.2.1S函數原理193
7.2.2S函數的控制流程197
7.3線性Kalman的Simulink仿真198
7.3.1一維數據的Kalman濾波處理198
7.3.2狀態方程和觀測方程的Simulink建模204
7.3.3基於S函數的Kalman濾波器設計209
7.4非線性Kalman濾波217
7.4.1基於Simulink的擴展Kalman濾波器設計217
7.4.2基於Simulink的無跡Kalman濾波器設計223
參考文獻228

本書主要介紹數字信號處理中的卡爾曼（Kalman）濾波算法及其在相關領域應用中的相關內容。全書共7章。第1章為緒論。第2章介紹MATLAB算法仿真的編程基礎。第3章介紹線性Kalman濾波。第4章討論擴展Kalman濾波，並介紹其在目標跟蹤和制導領域中的應用和算法仿真。第5章介紹無跡Kalman濾波，同時給出在應用領域中的算法仿真實例。第6章介紹交互多模型Kalman濾波算法。第7章介紹在Simulink環境下，如何通過模塊庫和S函數構建Kalman濾波器，並給出繫統在線性和非線性兩種情況下的濾波器設計方法。

黃小平,王岩 編