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00027 #ifndef EKFILTER_HPP
00028 #define EKFILTER_HPP
00029
00032
00033 #include <kfilter/kvector.hpp>
00034 #include <kfilter/kmatrix.hpp>
00035
00036 namespace Kalman {
00037
00039
00149 template<typename T, K_UINT_32 BEG, bool OQ = false,
00150 bool OVR = false, bool DBG = true>
00151 class EKFilter {
00152 public:
00153
00154 typedef T type;
00155
00156 enum { beg = BEG
00157 };
00158
00159 typedef KVector<T, BEG, DBG> Vector;
00160 typedef KMatrix<T, BEG, DBG> Matrix;
00161
00163
00164
00166 EKFilter();
00167
00169
00172 EKFilter(K_UINT_32 n_, K_UINT_32 nu_, K_UINT_32 nw_,
00173 K_UINT_32 m_, K_UINT_32 nv_);
00174
00176 virtual ~EKFilter();
00177
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00181
00182
00184 K_UINT_32 getSizeX() const;
00185
00187 K_UINT_32 getSizeU() const;
00188
00190 K_UINT_32 getSizeW() const;
00191
00193 K_UINT_32 getSizeZ() const;
00194
00196 K_UINT_32 getSizeV() const;
00197
00199
00207
00208
00209
00210
00212
00219 void setDim(K_UINT_32 n_, K_UINT_32 nu_, K_UINT_32 nw_,
00220 K_UINT_32 m_, K_UINT_32 nv_);
00221
00223
00227 void setSizeX(K_UINT_32 n_);
00228
00230 void setSizeU(K_UINT_32 nu_);
00231
00233
00237 void setSizeW(K_UINT_32 nw_);
00238
00240 void setSizeZ(K_UINT_32 m_);
00241
00243 void setSizeV(K_UINT_32 nv_);
00244
00246
00248
00259 void init(Vector& x_, Matrix& P_);
00260
00270
00271
00273
00289 void step(Vector& u_, const Vector& z_);
00290
00292
00300 void timeUpdateStep(Vector& u_);
00301
00303
00314 void measureUpdateStep(const Vector& z_);
00315
00317
00334 const Vector& predict(Vector& u_);
00335
00337
00354 const Vector& simulate();
00355
00357 const Vector& getX() const;
00358
00360
00371 const Matrix& calculateP() const;
00372
00374
00375 protected:
00376
00378
00389 void NoModification();
00390
00391
00392
00415
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00418 virtual void makeBaseA();
00419
00421 virtual void makeBaseW();
00422
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00428 virtual void makeBaseQ();
00429
00431 virtual void makeBaseH();
00432
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00439 virtual void makeBaseV();
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00447 virtual void makeBaseR();
00448
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00480
00482
00492 virtual void makeCommonProcess();
00493
00495 virtual void makeA();
00496
00498 virtual void makeW();
00499
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00505 virtual void makeQ();
00506
00508
00515 virtual void makeProcess() = 0;
00516
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00528 virtual void makeCommonMeasure();
00529
00531 virtual void makeH();
00532
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00539 virtual void makeV();
00540
00542
00547 virtual void makeR();
00548
00550
00559 virtual void makeMeasure() = 0;
00560
00562
00569 virtual void makeDZ();
00570
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00579 virtual void sizeUpdate();
00580
00582
00583
00586 Vector x;
00587
00590 Vector u;
00591
00594 Vector z;
00595
00599 Vector dz;
00600
00606 Matrix A;
00607
00613 Matrix W;
00614
00622 Matrix Q;
00623
00629 Matrix H;
00630
00638 Matrix V;
00639
00647 Matrix R;
00648
00650
00655
00656
00657 K_UINT_32 n;
00658 K_UINT_32 nu;
00659 K_UINT_32 nw;
00660 K_UINT_32 m;
00661 K_UINT_32 nv;
00662
00664
00665 private:
00666
00668
00676 static void factor(Matrix& P_);
00677
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00685 static void upperInvert(Matrix& P_);
00686
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00692 void timeUpdate();
00693
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00702 void measureUpdate(T dz, T r);
00703
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00712 void makeBaseAImpl();
00713
00715 void makeBaseWImpl();
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00718 void makeBaseQImpl();
00719
00721 void makeBaseHImpl();
00722
00724 void makeBaseVImpl();
00725
00727 void makeBaseRImpl();
00728
00730 void makeAImpl();
00731
00733 void makeWImpl();
00734
00736 void makeQImpl();
00737
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00742 void makeVImpl();
00743
00745 void makeRImpl();
00746
00748
00759 Matrix U;
00760
00765 Matrix W_;
00766
00771 Matrix Q_;
00772
00781 Matrix H_;
00782
00795 Matrix R_;
00796
00797 Vector a;
00798 Vector d;
00799 Vector v;
00800
00803 K_UINT_32 nn;
00804
00805 mutable Matrix _P;
00806 mutable Vector _x;
00807
00808 K_UINT_16 flags;
00809 bool modified_;
00810
00811 };
00812
00813 }
00814
00815 #include <kfilter/ekfilter_impl.hpp>
00816
00817 #endif
00818