Аннотация
Метод Р. Калмана используется для сглаживания рядов, которые используются повсеместно, так как любую функцию можно представить в виде ряда.Поэтому он получил большое распространение в области обработки научной информации, в анализе информации получаемой с датчиков. В этой статье мы реализуем алгоритм Калмана на языке Python и наглядно увидим его работу.
Введение
Рудольф Эмиль Калман Венгерский инженер разработал данный алгоритм, а позже алгоритм назвали в честь Р. Калмана. Основная цель алгоритма предложенного Калманом это борьба с погрешностями измерений, шумами при обработке информации, что позволяет повысить эффективность ее обработки, очевидно, что это это имеет большое значение науке и технике. Основная информация о самом алгоритме и используемых переменных представлена в работе [1]. Поэтому мы опустим описание и перейдем к реализации.
Программная реализация алгоритма
Для реализации алгоритма нам потребуются библиотеки: random и ее функция randint для генерирования случайного целочисленного ряда;
matplotlib.pyplot для построения графика;
import numpy as np для обработки массивов.
Визуализация на графике
На графике оранжевым цветом обозначен ряд сгенерированный функцией random.randint. Синим цветом изображен сглаженный исходный ряд. Несложно заметить, что многочисленные пики исходного ряда были преобразованы в гладкие отображения.
Выводы
Таким образом, мы реализовали алгоритм Калмана на языке Python и построили его график для визуального отображения его работы. Рассмотренный пример, это иллюстрация работы алгоритма Калмана. Автор, данной статьи, использует его для сглаживания метеоданных в своих проектах, но это уже другая история.
