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PART 01 재귀 필터CHAPTER 01 평균 필터1.1 평균의 재귀식1.2 평균 필터 함수1.3 평균 필터로 전압 측정하기CHAPTER 02 이동평균 필터2.1 이동평균 정의2.2 이동평균 필터 함수2.3 이동평균 필터로 초음파 거리계 설계하기CHAPTER 03 저주파 통과 필터3.1 이동평균의 한계3.2 1차 저주파 통과 필터3.3 저주파 통과 필터 함수3.4 저주파 통과 필터로 초음파 거리계 설계하기3.5 적응형 1차 저주파 통과 필터PART 01을 마치며PART 02 칼만 필터 기초CHAPTER 04 칼만 필터4.1 칼만 필터 알고리즘4.2 예측 과정과 갱신 과정4.3 시스템 모델CHAPTER 05 상태 변수의 예측과 갱신5.1 예측 과정5.2 갱신 과정5.3 1차 저주파 통과 필터와의 비교CHAPTER 06 오차 공분산의 예측과 갱신6.1 오차 공분산6.2 예측 과정6.3 갱신 과정CHAPTER 07 칼만 이득7.1 칼만 이득의 역할7.2 칼만 이득의 튜닝PART 02를 마치며PART 03 칼만 필터 응용CHAPTER 08 칼만 필터로 측정 잡음 제거하기8.1 시스템 모델8.2 칼만 필터 함수8.3 테스트 프로그램8.4 오차 공분산과 칼만 이득CHAPTER 09 위치로 속도 추정하기9.1 시스템 모델9.2 칼만 필터 함수9.3 테스트 프로그램9.4 속도로 위치 추정하기9.5 시스템 모델의 힘CHAPTER 10 영상 속의 물체 추적하기10.1 시스템 모델10.2 칼만 필터 함수10.3 테스트 프로그램PART 03을 마치며PART 04 칼만 필터와 비선형 시스템CHAPTER 11 확장 칼만 필터11.1 칼만 필터가 비선형 시스템에 부적합한 이유11.2 테일러 급수 기반 선형화11.3 EKF 개요11.4 EKF 알고리즘11.5 EKF로 레이다 추적하기CHAPTER 12 무향 칼만 필터12.1 UKF의 기본 전략12.2 UKF 알고리즘12.3 무향 변환12.4 UKF로 레이다 추적하기CHAPTER 13 파티클 필터13.1 파티클 필터의 기본 전략13.2 파티클 필터 알고리즘13.3 파티클 필터로 레이다 추적하기PART 04를 마치며PART 05 센서 융합CHAPTER 14 칼만 필터 기반 센서 융합14.1 센서 융합 원리14.2 회전 행렬의 특성 114.3 EKF로 기울기 자세 측정하기CHAPTER 15 오차 상태 칼만 필터15.1 오차 정의와 구속 조건15.2 회전 행렬의 특성 215.3 ESKF로 기울기 자세 측정하기CHAPTER 16 상보 필터16.1 주파수 필터16.2 상보 필터의 원리16.3 상보 필터로 기울기 자세 측정하기16.4 가속도와 기압 고도 융합하기PART 05를 마치며부록 A ESKF 오차 방정식의 유도부록 B 리 군과 리 대수부록 C 베이즈 추론찾아보기
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이 책은 칼만 필터는 본래 어려운 주제가 아니라는 생각을 기반으로 합니다. 칼만 필터의 핵심 원리와 알고리즘에 숨겨진 구조를 설명합니다. 확장 칼만 필터(EKF)가 어떤 과정을 거쳐 유도되는지를 명쾌하게 밝히고, 센서 융합의 핵심 기법인 오차 상태 칼만 필터(ESKF)를 직관적으로 이해할 수 있게 설명합니다. EKF와 ESKF의 차이까지 분명하게 짚어냅니다. 이 책의 차별점은 다음과 같습니다.- 핵심 위주의 서술 방식 : 칼만 필터의 핵심적인 내용만 학습 부담을 줄였고, 예제 코드의 일관성과 가독성도 높였습니다.- 센서 융합 파트 : 칼만 필터의 가장 중요한 응용 분야 중 하나인 칼만 필터 기반 센서 융합의 원리를 설명한 뒤, 같은 예제를 EKF, ESKF, 상보 필터로 구현해 각 방식의 차이를 직접 비교할 수 있도록 했습니다.- ESKF 서술 : 센서 융합에서 자주 쓰이는 중요한 알고리즘인 ESKF의 핵심 아이디어를 명확하게 설명합니다. 특히 ESKF도 결국 EKF의 일종이며, 선형화 방법에서 차이가 있을 뿐이라는 점을 분명하게 제시합니다. 또한 ESKF가 리 군 및 리 대수 수학과 어떻게 연결되는지를 〈부록〉에서 간단히 소개해, 리 군 및 리 대수 기반 상태 추정을 공부하실 분들을 위한 길잡이로 삼았습니다.- 칼만 필터 설명 개편 : 칼만 필터의 상태 변수 예측 및 갱신 수식에 담긴 의미를 새로운 관점에서 짚었습니다. 또한 칼만 필터의 계산 과정이 사실은 2개의 독립적인 과정이 하나로 합쳐진 형태라는 점을 드러내고, 각 과정이 어떤 역할을 맡는지 설명했습니다.- EKF 설명 개편 : 표준 칼만 필터와 거의 비슷해 보이는 EKF의 계산 과정이 사실은 비선형 모델 처리와선형 칼만 필터 처리가 결합된 결과임을 나타냅니다. EKF에 숨겨진 이 구조를 명확히 이해해야 ESKF도 직관적으로 받아들일 수 있습니다.
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