カルマンフィルタの基礎とモデル設計および実装の勘どころ <オンラインセミナー>

~ カルマンフィルタの理論と導出、拡張カルマンフィルタ(EKF)の考え方と適用方法、パラメータ推定問題への適用、一次元システムにおける推定、平面運動モデル、GNSSと慣性センサ ~

・カルマンフィルタを適用する上で重要となる「モデル化」とその勘所を学び、製品開発へ応用するための講座
・初学者にとっては独学が難しく、体系的に学ぶ機会が限られているカルマンフィルタを基礎から修得し、高性能なシステム開発へ応用しよう!
*MATLABのプログラムを配布いたします

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・WEB会議システムの使い方がご不明の方は弊社でご説明いたしますのでお気軽にご相談ください。

講師の言葉

 カルマンフィルタは1960年にR.E.Kalmanにより提案されて以来、航空・宇宙分野をはじめ、ロボット制御、経済時系列解析、情報通信、GNSS、気象データ解析など、極めて幅広い分野で利用されている基盤技術です。
 一方で、その理論的背景には線形代数や確率統計などの知識が必要となるため、初学者にとっては独学が難しく、体系的に学ぶ機会も限られているのが実情です。
 本セミナーでは、まずカルマンフィルタの基本的な考え方と直感的なイメージを掴んだうえで、できるだけ平易な形で導出と計算手順を解説します。さらに、非線形問題への拡張として拡張カルマンフィルタ(EKF)を取り上げ、実際の問題にどのように適用していくかを説明します。
 加えて、アンセンテッドカルマンフィルタ(UKF)や粒子フィルタ(Particle Filter)についても概要を紹介し、手法の違いや使い分けの考え方を整理します。
 後半では、具体的な時系列処理の例を通して、基礎的な問題から実応用に至るまで段階的に解説します。特に、カルマンフィルタを適用する上で重要となる「モデル化」の考え方とその勘どころに重点を置き、実務で活用するための視点を提供します。
 なお、本セミナーで扱う応用例についてはMATLABプログラムを配布しますので、受講後に自身でシミュレーションを行い、理解を深めていただくことが可能です。

セミナー詳細

開催日時
  • 2026年09月08日(火) 10:00 ~ 17:00
開催場所 オンラインセミナー
カテゴリー オンラインセミナーソフト・データ・画像・デザイン
受講対象者 ・通信・制御・信号処理・情報処理などの分野における若手~中堅技術者の方で、カルマンフィルタの基礎から実務での活用方法までを体系的に理解したい方
・重要性は理解しているが独学では習得が難しく、短時間で効率的に学びたい方
予備知識 ・本セミナーではなるべく平易に説明しますので、必須となる予備知識は特にありません
・大学初年次程度の確率・統計および線形代数の基礎知識があると、より理解が深まります
修得知識 ・カルマンフィルタの基本的な考え方と仕組みを理解し、時系列データの推定問題として捉えられるようになる
・線形カルマンフィルタおよび拡張カルマンフィルタ(EKF)の計算手順を理解し、基本的な問題に適用できるようになる
・対象とするシステムに対して状態空間モデルを構築するための基本的な考え方を身につける
・配布プログラムを基に、自身の問題へ応用するための出発点を得る
プログラム

1.カルマンフィルタの基本概念
  (1).カルマンフィルタとは何か
    ・直感的なイメージと応用分野
  (2).時系列データと推定問題の捉え方
  (3).状態空間モデルの考え方

2.カルマンフィルタの理論と導出
  (1).問題の定式化
    a.状態方程式
    b.観測方程式
  (2).カルマンフィルタの導出
    a.条件付き確率とベイズの定理
    b.最小分散推定と条件付き期待値
    c.時間更新と観測更新アルゴリズム
  (3).アルゴリズムの実装と計算手順の整理

3.非線形フィルタの基礎
  (1).拡張カルマンフィルタ(EKF)の考え方と適用方法
  (2).アンセンテッドカルマンフィルタ(UKF)の概要と特徴
  (3).粒子フィルタ(Particle Filter)の概要と特徴

4.カルマンフィルタの実践と応用 
  ~モデル設計・実装・チューニングの勘どころを実例で学ぶ~
  (1).パラメータ推定問題への適用
      ~定数パラメータ推定を通して基本動作を理解する~
      :最も基本的な例題を通して、Q、R、初期値の設定がカルマンフィルタの振る舞いに
      どのような影響を与えるかを確認します。推定の収束性や応答性との関係についても整理します。

  (2).一次元システムにおける推定
      ~ノイズ除去・平滑化・ARモデルをシンプルな例で理解する~
      :一次のARモデルで生成される信号の推定や、拡張カルマンフィルタを用いたARモデル係数の
       推定(同定)を通して、モデル設計やチューニングで役立つ勘どころを学びます。

  (3).移動体の位置推定(平面運動モデル)
       ~速度モデル・加速度モデルの違いと追従性能の比較~
     :自動車を想定した平面運動モデルを例に、状態方程式の設計方法を解説します。
       自動車に限らず、ロボット・ドローンなど移動体追跡問題にも応用できます。

  (4).センサフュージョンの考え方
       ~複数センサを組み合わせて精度と安定性を高める方法~
     :GNSSと慣性センサの融合を例に、複数センサの長所を活かして高精度化・高信頼化する方法を説明。
      GNSS信号が一時的に利用できない環境でも安定推定を行う統合航法の基礎となります。

  (5).実応用におけるモデル設計・パラメータ設定のポイント
       ~うまく動かないときに何を見るか、現場で使える調整ノウハウ~
     :(1)~(4)の各例題を通して、モデル設計時の注意点,Q・R設定の考え方、初期値の与え方、
      発散時の確認ポイントなど、実務で役立つトラブルシューティングの勘どころを解説します。

キーワード カルマンフィルタ 時系列データ 推定問題 状態空間モデル 条件付き確率 ベイズの定理 最小分散推定 拡張カルマンフィルタ(EKF) アンセンテッドカルマンフィルタ 粒子フィルタ センサフュージョン GNSS 慣性センサ
タグ 信号処理通信センサロボットGNSSGPS
受講料 一般 (1名):49,500円(税込)
同時複数申込の場合(1名):44,000円(税込)
会場
オンラインセミナー
本セミナーは、Web会議システムを使用したオンラインセミナーとして開催します。
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営業時間 月~金:9:00~17:00 / 定休日:土日・祝日