セミナー情報

カルマンフィルタの基礎と実用的実装のポイント 〜1人1台PC実習付〜

〜 状態方程式モデルと制御理論、カルマンフィルタの導出・拡張、マイコン実装のポイント 〜


・実習を通してカルマンフィルタの実装ポイントを学び製品開発に活かすための講座

・カルマンフィルタの基礎からパーティクルフィルタなどの拡張技術まで実践的手法の理解に重点を置いて解説する特別セミナー! 

・時系列データの生成メカニズムを状態空間表現を使ってモデル化する方法を分かりやすく解説いたします

*PCは弊社でご用意いたします

講師の言葉

 カルマンフィルタとは時系列データから雑音を除去したり(フィルタリング)、意味のある情報を抽出、さらに未来値を予測・推定するための計算アルゴリズムです。数学準備を必要とし、やや難解だと思われている面がありますが、航空・宇宙工学、自動車の自動運転、ロボット工学などの工学分野だけでなく、天気予報、経済予測などあらゆる分野で実用化されている実用性の高い技術です。
 本講義では、必要最小限の数学的準備ののち、時系列データの生成メカニズムを状態空間表現を使ってモデル化する方法を解説します。そして、現代制御理論にもとづく解析と設計について数値計算パッケージMaTXを用いて実習を交えて講義を進めます。さらに、カルマンフィルタの応用事例や拡張手法について解説します。

セミナー詳細

開催日時 2017年06月01日(木) 13:00 ~ 17:00
2017年06月02日(金) 09:30 ~ 16:30
開催場所 【東京】日本テクノセンター研修室
カテゴリー 電気・機械・メカトロ・設備/ソフト・データ解析・画像・デザイン
受講対象者 ・時系列データの解析に興味のある方
・時系列データの生成モデルの同定やシミュレーションに興味のある方
・制御工学、制御理論、カルマンフィルタに興味のある方
・航空宇宙、ロボット、通信、シミュレーション、メカトロ二クス関連企業の技術者
・時系列の統計解析を扱う技術者
予備知識 ・C言語、Javaなどで簡単なプログラム作成経験があること 
・大学初年度の数学(線形代数、微分積分の基礎)の知識があること
修得知識 ・カルマンフィルタの元となる制御理論の基礎を理解する
・カルマンフィルタの基本アイデアが説明できる
・カルマンフィルタのアルゴリズムの導出と実装ができる
・カルマンフィルタに関連した周辺分野や最近の話題を知る
プログラム

1.カルマンフィルタの概要
  (1). 歴史的背景
  (2). 応用分野の概観
  (3). ウィナーフィルタとの関連
  (4). 時系列解析・信号処理的側面
  (5). フィルタリング/スムージング/推定・予測


2.数値計算ソフトウェアのインストール
  (1). MaTXのインストール
  (2). 簡単な使用法の紹介


3.数学的準備とその工学的意味付け
  (1). 線形性と重ね合わせの理論
  (2). 雑音白色性と時間無相関
  (3). ガウス性と2次統計量
  (4). 2乗規範と最適解の線形性
  (5). 定常性と時間シフト不変性
  (6). エルゴード性と確率・時間空間等価性


4.状態方程式モデルと制御理論
  (1). 微分方程式と状態空間表現
  (2). 離散時間システムと漸化式
  (3). 時系列信号の写像としてのシステム
  (4). 離散時間システムの解
  (5). 可制御性、可観測性
  (6). 状態フィードバックとオブザーバ


5.カルマンフィルタの導出
  (1). システム状態推定
  (2). 定常カルマンフィルタ
  (3). スムージングアルゴリズム


6.カルマンフィルタの拡張

  (1). 非線形拡張カルマンフィルタ

  (2). UKF(Unscented kalman Filter)
  (3). EnKF(Ensamble Kalman Filter)
  (4). パーティクルフィルタ(Particle Filter)
  (5). VKF(Variational Kalman Filter)


7.マイコン実装のポイント
  (1). 一定周期繰返しタスクのプログラミング
  (2). データ観測と通信
  (3). フィードバック制御のプログラミング(PID制御)
  (4). 現代制御理論にもとづく制御アルゴリズム


8.質疑応答とディスカッション


※数学的概念については定理証明は行なわず必要最小限の内容にとどめます。数値計算ソフトウェアを使った実践的手法の理解に重点を置きます

 

キーワード カルマンフィルタ フィルタリング スムージング 推定・予測 時系列解析 信号処理 状態方程式モデル 離散時間システム ウィナーフィルタ スムージングアルゴリズム フィードバック制御0.0
タグ シミュレーション・解析  ロボット  回路設計・フィルタ  実装  信号処理  制御  通信  GPS
受講料 一般(1名) : 72,360円 (税込み)
同時複数申し込みの場合(1名) : 66,960円 (税込み)
会場 日本テクノセンター研修室
住所: 〒 163-0722 東京都新宿区西新宿小田急第一生命ビル(22階)
- JR「新宿駅」西口から徒歩10分
- 東京メトロ丸ノ内線「西新宿駅」から徒歩8分
- 都営大江戸線「都庁前駅」から徒歩5分
電話番号 : 03-5322-5888
FAX : 03-5322-5666

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カテゴリ:

電気・機械・メカトロ・設備成形・加工・接着接合・材料化学・環境・異物対策ソフト・データ・画像・デザイン品質・生産管理・コスト・安全研究開発・ビジネススキル

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