カルマンフィルタ(Kalman Filter)
カルマンフィルタ(Kalman Filter)とは、ノイズを含む観測データから本来の状態を推定するためのアルゴリズムです。
1960年にルドルフ・カルマンが提案し、航空宇宙分野からロボット工学、経済予測まで幅広く使われています。
現実の観測データは必ず誤差やノイズを含みます。
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予測(前の状態から次の状態を予想)
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観測(実際に測った値を取得)
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更新(予測と観測をうまく組み合わせて推定値を改善)
というサイクルを繰り返します。
数学的には、状態方程式と観測方程式をもとに、推定値の平均と分散を更新します。
ノイズは「ガウス分布(正規分布)」でモデル化されることが多く、線形なシステムでは最適な推定が可能です。
AI分野では、センサー融合(例:自動運転でGPS+加速度計+ジャイロを統合)、時系列データの予測、AR/VRの位置推定などで広く活用されています。
カルマンフィルタ(Kalman Filter)関連用語
カルマンフィルタ(Kalman Filter)に関連する単語は以下の通りです。
- 状態推定(State Estimation)
- 予測ステップ(Prediction Step)
- 更新ステップ(Update Step)
カルマンフィルタ(Kalman Filter)やさしい解説
カルマンフィルタ(Kalman Filter)は「ぶれているデータをなめらかにして本当の値を見つける計算」です。
例をあげると下記の通りです。
- 自転車の速度をスマホのGPSで測ると、数値が細かく揺れる
- カルマンフィルタを使うと、「実際はこのくらいの速度だろう」とぶれを減らせる
イメージとしては、外を歩く友達を遠くから見て時々見失っても「たぶん今ここにいるはず」と頭の中で位置を補っていく感じです。
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