23. 状态转换矩阵

状态转换矩阵

状态向量

状态向量是 一列值 ,其宽度为1,高度为M。这个向量应该包含我们感兴趣的所有值。此外,为了预测一维运动,我们对位置 x 和速度 v 很感兴趣。

一个包含变量 x 和 v 的 2x1 状态向量的示例。

一个包含变量 x 和 v 的 2x1 状态向量的示例。

有效地预测状态

使用状态向量,可以在一个 矩阵乘法 步骤中预测一个新的状态。

矩阵乘法

矩阵乘法将两个数字网格相乘;第一个矩阵中的行乘以第二个矩阵中的列。这个过程的一个步骤如下图所示。

这些 2x2 和 2x1 矩阵开始相乘。

这些 2x2 和 2x1 矩阵开始相乘。

求和步骤

一旦整行和列已经相乘,矩阵乘法将这些值相加,在结果矩阵中形成单个新值。

求和步骤: x + v*dt

求和步骤: x + v*dt

然后它移动到下一行,并重复这个过程。

已完成矩阵乘积!

已完成矩阵乘积!

你可以看到,我们创建了一个新的 2x1 向量,其中有两个值看起来好像很熟悉!它们是我们的 恒速移动模型 的方程。因此,矩阵乘法让我们在一个乘法步骤中创建一个新的预测状态向量!

实际上,这是很常用的预测新状态的方法,左边的 2x2 矩阵通常被称为 状态转换矩阵