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【精选】卡尔曼滤波及其在配对交易中的应用

在很多博客上都有写卡尔曼滤波的相关文章,但都是花非常大的篇幅来通过一些例子来通俗地讲解卡尔曼滤波,对于不知道其数学原理的读者来说,看完之后依然是一知半解。...本文会先讲解最简单的单变量卡尔曼滤波,让大家知道卡尔曼滤波大致是什么样的,然后再详细地给出公式的推导过程,最后展示卡尔曼滤波在配对交易中的应用。...最简单的单变量卡尔曼滤波,可以认为,我们观测的时间序列是存在噪声的,而我们可以通过卡尔曼滤波,过滤掉噪声,而得到了去除噪声之后的状态序列。...卡尔曼滤波在配对交易的应用 关于什么配对交易,什么是统计套利中的协整,知乎上有非常好的回答,在这里我们只讨论卡尔曼滤波在配对交易中的应用。...在配对交易中,我们构造了如下回归方程 然后利用该方程在样本外进行套利。那么,假如我们这里的a和B是会改变的,那么我们如何动态地去调整回归方程的系数?我们可以使用如下滤波的方式。

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卡尔曼滤波及其在配对交易中的应用--Python落地

前言 听过卡尔曼滤波的差不多有两年的时间了,虽然大致上明白其原理,但是也是直到现在才能够彻底掌握下来。主要是卡尔曼滤波算法涉及到比较复杂的数学公式推导。...在很多博客上都有写卡尔曼滤波的相关文章,但都是花非常大的篇幅来通过一些例子来通俗地讲解卡尔曼滤波,对于不知道其数学原理的读者来说,看完之后依然是一知半解。...本文会先讲解最简单的单变量卡尔曼滤波,让大家知道卡尔曼滤波大致是什么样的,然后再详细地给出公式的推导过程,最后展示卡尔曼滤波在配对交易中的应用。...卡尔曼滤波 卡尔曼滤波(Kalman filtering)一种利用线性系统状态方程,通过系统输入输出观测数据,对系统状态进行最优估计的算法。...卡尔曼滤波在配对交易中的应用 关于什么配对交易,什么是统计套利中的协整,知乎上有非常好的回答,在这里我们只讨论卡尔曼滤波在配对交易中的应用。 在配对交易中,我们构造了如下回归方程 ?

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    【opencv实践】easy卡尔曼滤波中:结合一个小例子的数学推导

    我们上一篇文章: 【opencv实践】easy卡尔曼滤波上:浅谈 介绍了卡尔曼滤波的由来和原理,我们在这儿一句话总结一下,大家如果有不懂的可以去看上篇文章: 卡尔曼滤波就是将模型预测的数据和观测数据进行融合...并且我们不断的用传感器来测量小车的位置,但传感器也存在高斯分布的噪声。 卡尔曼滤波主要有五大公式,在这个例子的基础上,我们依次来看一下。 第一个公式: ?...因为我们用的是卡尔曼滤波,我们目标对象的状态都是呈现高斯分布,所以我们有两个需要关注的变量:均值以及协方差。...K:卡尔曼增益矩阵 Hk:传感器数据 Pk :传感器测量的噪声的协方差 第三个公式的意义就是求出K,而K是为了在公式四五中使用,单独拎出来并没有什么直观上的意义。...到此,我们的五个公式就完成了一次循环,在应用中我们就是迭代进行一步步滤波和预测的。

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    【目标跟踪】开源 | ROFT:一种卡尔曼滤波方法,从RGB-D图像流中快速、精确的跟踪6D目标的姿态和速度

    Piga 内容提要 6D目标姿态跟踪在机器人和计算机视觉领域已经得到了广泛的研究。最有前途的解决方案,利用深度神经网络和/或过滤和优化,在标准基准上表现出显著的性能。...然而,据我们所知,这些还没有经过针对快速物体运动的彻底测试。在这种情况下,跟踪性能会显著下降,特别是对于那些不能实现实时性能并引入不可忽略延迟的方法。...在本文中,我们介绍了ROFT,一种卡尔曼滤波方法,用于从RGB-D图像流中跟踪6D目标的姿态和速度。...我们在一个新引入的逼真数据集Fast-YCB上测试我们的方法,Fast-YCB包括来自YCB模型集的快速移动对象,以及对象和手部姿态估计的数据集HO-3D上。...结果表明,我们的方法优于先进的6D目标姿态跟踪方法,同时也提供6D目标速度跟踪。作为补充资料,还提供了一段演示实验的录象。 主要框架及实验结果

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    粒子滤波在图像跟踪领域的实践

    当然,对于卡尔曼滤波以及粒子滤波的函数已经封装好了,后面对比实验中我会提供代码。...粒子滤波与卡尔曼滤波跟踪对比实验   在运动跟踪领域,粒子滤波和卡尔曼滤波的重要性不再赘述,都是贝叶斯滤波的不同表述和推广。 ? .1 对比实验流程图 ?...1.2 编码标志点做近似圆周运动(非线性)    本节设计两组对比实验,目的是通过实际实验来对比粒子滤波和卡尔曼滤波在跟踪非线性、非高斯状态下运动物体的优劣,从而选择跟踪精度更高的方法将其应用于立体视觉动态测量系统...粒子滤波在图像跟踪领域的应用   在图像跟踪领域,有时候如果对于高分辨率拍摄的图像都进行全局检测,将导致整个程序运行过慢,而不能做到实时处理,达不到工业要求。...小结   上文主要是对粒子滤波与卡尔曼滤波原理进行了简单阐述,重点对粒子滤波与卡尔曼滤波的跟踪性能进行了对比实验,并以案例形式分析了粒子滤波在图像领域的应用。

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    三维目标跟踪简介

    4)关联最高匹配并设置颜色/ID 使用卡尔曼滤波器预测下一个位置(从而在下一步中具有更准确的关联) 我们将在3D中完全这样做,但有两点将会改变: 1)IOU 2)卡尔曼滤波器 用于MOT任务的算法-...· 剩下的就是使用卡尔曼滤波器来预测下一步的情况。 04 使用3D卡尔曼滤波器 4.1 2D卡尔曼滤波器 2D卡尔曼滤波器是一种算法,它基于历史数据来预测下一个位置,针对两个坐标值进行操作。...卡尔曼滤波器的预测、测量和更新曲线 4.2 什么是3D卡尔曼滤波器? 当我们处于三维空间中时,我们至少可以使用3D卡尔曼滤波器,即跟踪X、Y和Z三个维度的位置信息。...在使用2D和3D卡尔曼滤波器时,均值和标准差矩阵的形状会有所不同。 处理不确定性(这里使用了随机数)可能会更加复杂,但这是进行3D物体跟踪时所需的最基本步骤。...多目标跟踪的过程与2D相同,只是关联将使用3D IOU进行,而预测将使用3D卡尔曼滤波进行。 3D目标跟踪是感知领域中最迷人的领域之一。在自动驾驶车辆中,它是“规划”之前的最后一步。

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    DeepSORT再升级 | Deep OC-SORT引入目标外观信息,大幅领先SOTA

    2、相关工作 2.1、基于运动的多对象跟踪 考虑到目标检测器的快速改进,许多现代端到端的MOT模型仍然比不上经典的基于运动模型的跟踪算法。卡尔曼滤波器是最著名的检测跟踪方法的基础。...算法管道如图1所示: 3.1、Preliminary: OC-SORT 本文的工作基于最近的基于卡尔曼滤波器的跟踪算法OC-SORT,它是SORT的扩展。...然而,当跟踪目标在遮挡下消失时,卡尔曼滤波器期间的缺失测量会随着卡尔曼滤波器参数的时间二次更新复合误差。...应用CMC来修正卡尔曼状态: 作者注意到可以将CMC变换的尺度应用于面积a,或近似旋转来改变高宽比s。...虽然近似适合于OCM和OCR,但卡尔曼滤波器在经验上对近似变化更为敏感。本文在卡尔曼外推步骤之前应用这个CMC更新,使预测阶段来自CMC校正的状态。

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    Lyft推出一种新的实时地图匹配算法

    一种基于(无迹)卡尔曼滤波器的新模型 卡尔曼滤波器(Kalman filter)基础 让我们首先回顾一下卡尔曼滤波器的基础知识。 与离散状态 HMM 不同,卡尔曼滤波器允许隐状态是连续分布的。...卡尔曼滤波估计 然而,卡尔曼滤波器的一个局限性是它只能处理线性问题。为了处理非线性问题,卡尔曼滤波器被推广应用,如扩展卡尔曼滤波器(EKF)和无迹卡尔曼滤波器(UKF)[5]。...对于本文剩下的部分,卡尔曼滤波器和 UKF 之间的技术差异并不重要: 我们可以简单地假设 UKF 就像标准的线性卡尔曼滤波器一样工作。...在高层上看,我们的 MPF 算法跟踪多个“粒子” ,每个粒子代表道路网络中一个轨迹上的一个位置,并根据每个轨迹运行一个无迹卡尔曼滤波器。...回顾一下,边缘化粒子滤波器维护了一组代表汽车在轨迹上可能位置的粒子,并使用卡尔曼滤波算法对每个粒子进行更新。新算法不仅提供了定位,而且还提供了速度估计和不确定性。

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    项目实践 | 从零开始学习Deep SORT+YOLO V3进行多目标跟踪(附注释项目代码)

    1.2、SORT算法的简单理解 跟踪之前,对所有目标已经完成检测; 第一帧进来时,以检测到的目标初始化并创建新的跟踪器,标注id; 后面帧进来时,先到卡尔曼滤波器(Kalman Filter)中得到由前面帧...用本帧中匹配到的目标检测Box去更新卡尔曼跟踪器,计算卡尔曼增益,状态更新和协方差更新。...并将状态更新值输出,作为本帧的跟踪Box。对于本帧中没有匹配到的目标重新初始化跟踪器,卡尔曼跟踪器联合了历史跟踪记录,调节历史Box与本帧Box的残差,更好地匹配跟踪id。...当满足以上假设时,可以应用卡尔曼滤波算法。 ? 1.3.2、问题描述与定义 定义一个随机离散时间过程的状态向量 ,该过程用一个离散随机差分方程描述: ?...一般有两种思路:一是在某些稳定的过程可以假定它是固定的矩阵,通过寻找最优的Q值使滤波器获得更好的性能,这是调整滤波器参数的主要手段,Q一般是对角 阵,且对角线上的值很小,便于快速收敛;二是在自适应卡尔曼滤波

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    SORT新方法AM-SORT | 超越DeepSORTCO-SORTCenterTrack等方法,成为跟踪榜首

    许多基于卡尔曼滤波器的多目标跟踪(MOT)方法假设恒定速度和高斯分布的滤波噪声。这些假设使得基于卡尔曼滤波器跟踪器在线性运动场景中有效。...虽然这些假设通过简化数学建模使卡尔曼滤波器具有高效性,但它们仅适用于特定场景,即物体位移保持线性或始终较小。由于忽略了具有非线性运动和遮挡的场景,卡尔曼滤波器在复杂情况下错误地估算物体位置。...最近,OC-SORT通过强调观测而不是估计来减少运动预测中的噪声,从而改进了原卡尔曼滤波器。虽然这种方法在遮挡期间可以跟踪具有线性运动的物体,但OC-SORT仍面临非线性运动方面的挑战。...作者认为,卡尔曼滤波器固有的线性假设会导致非线性不确定性下的运动估计不准确和错误的识别匹配。由于这些假设,运动估计中的累积误差限制了基于卡尔曼滤波器的处理非线性不确定性的方法。...卡尔曼滤波器中的线性运动假设导致运动估计中的方向错误,黄色物体继续向左移动。因此,卡尔曼滤波器依赖于这些具有累积方向错误的线性估计,无法预测方向性的改变。

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    基于视觉跟踪与自主导航的移动机器人目标跟随系统

    ,然而这些身体信息很容易受到目标行人姿势和步态的干扰;余铎等[11]通过将快速判别尺度空间的算法与卡尔曼滤波算法进行切换来实现稳定跟随;万琴等[12]采用改进的卡尔曼滤波器来预测目标的状态,并通过数据关联进行目标匹配...2.2.1 卡尔曼滤波z_t=[x\ y\ r\ h]^T本文采用具有恒定速度模型的标准卡尔曼滤波器,假定行人的运动速度是恒定的。...当最优关联值小于0.175时,认定目标关联成功,则更新卡尔曼滤波器以及目标的外观特征库 。当成功关联的检测框的外观特征余弦距离小于0.15,则将其更新到特征库 中。...由图可知,在OTB100数据集上测试时,本文算法的性能稍差于SiamRPN++算法,这是由于结合卡尔曼滤波后目标行人的肢体快速移动不会迅速影响跟踪框的位置,跟踪框主要集中在人体的躯干部分,导致一些视频的帧目标框与准确框的重叠面积比不够高...将基于卡尔曼滤波预测的运动信息与基于ResNet网络行人重识别的外观特征相结合来重识别目标,提高了重识别的准确性和目标跟踪的稳定性。

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    3D 激光点云的多目标跟踪

    至于滤波器,卡尔曼滤波器与粒子滤波器则是最为常见的选择。...ABJDMOT算法,作为这一领域的创新之作,巧妙地将匈牙利匹配与卡尔曼滤波器结合,以应对3D MOT挑战,其在性能上的显著提升赢得了工业界的广泛青睐。...该算法聚焦于目标跟踪的精确性,通过采用向量匹配策略,有效对比当前帧与历史帧中目标的数据,并借助卡尔曼滤波在多维空间中精准估计目标的运动状态。...ABJDMOT算法的整体架构其核心流程包括五个关键步骤:首先,从目标检测模块获取当前帧(t时刻)目标的位置、大小及特征信息(A);随后,利用历史帧(t-1时刻)中各目标的运动信息,通过卡尔曼滤波预测其在当前帧的潜在状态...(B);接着,通过数据关联模型,将当前帧的检测结果与卡尔曼滤波预测的目标状态进行匹配(C);对于成功匹配的目标,采用卡尔曼滤波的更新步骤,以获取其最新的运动状态估计(D)。

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    解读基于多传感器融合的卡尔曼滤波算法

    这就是卡尔曼滤波器的功能。卡尔曼滤波在自动驾驶汽车上的应用十分广泛,本文讲述卡尔曼滤波算法,希望对你有所帮助。...卡尔曼滤波算法在控制领域有极广泛的应用,在发动机燃油喷射控制中,可以应用扩展的卡尔曼滤波理论研究瞬态工况下发动机循环进气量的最优估计算法,在雷达中,人们感兴趣的是跟踪目标,但目标的位置、速度、加速度的测量值往往在任何时候都有噪声...为了以后更好的工程实践应用卡尔曼滤波算法,今天小编带领着大家了解卡尔曼滤波算法的理论,及其在自动驾驶多传感器融合算法中的应用。 ー 1 ー 什么是卡尔曼滤波?...在连续变化的系统中使用卡尔曼滤波是非常理想的,它具有占用内存小的优点(除了前一个状态量外,不需要保留其它历史数据),并且速度很快,很适合应用于实时问题和嵌入式系统。...在这个例子中是位置和速度,它也可以是一个容器中液体的总量,汽车发动机的温度,用户手指在触摸板上的位置坐标,或者任何你需要跟踪的信号。

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    自动驾驶中的传感器融合算法:第一部分-卡尔曼滤波器和扩展卡尔曼滤波器

    该文章展示了在位置的追踪和估计中最通用的算法,卡尔曼滤波器的变种——‘扩展卡尔曼滤波器’。在进一步的文章中,我们会兼顾到其他技术比如无损卡尔曼滤波器和粒子滤波器。 ?...你可以在以下链接中找到衡量更新等式的求导:Derivation Link 举个例子 理论部分结束!让我们尝试用一些代码去表示一些卡尔曼滤波器的基础过程。...在接下来的章节中,当我们讨论扩展卡尔曼滤波的时候我们将会涉及到这些。 让我们以一些假设开始: ? 伪代码: 基础版本的卡尔曼滤波器代码步骤列在了下面。...卡尔曼滤波器迭代:滤波器在迭代之后向真实值收敛 下方的图阐述了滤波器在每次迭代中状态向量的px,py维度和位置的协方差发生了哪些变化。红圈表示初始过程不确定性。...扩展卡尔曼滤波器使用局部线性模型来逼近非线性模型,然后使用卡尔曼滤波应用到逼近值上。局部线性逼近是通过计算当前状态估计的一阶泰勒展开得出的。一阶的逼近也叫雅克比矩阵。

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    三维目标跟踪简介

    但自从我们看到了这篇论文之后,我们考虑过全面采用3D目标跟踪。当你在LinkedIn上浏览时,会发现大多数目标跟踪应用都是2D的。...4)关联最高匹配并设置颜色/ID使用卡尔曼滤波器预测下一个位置(从而在下一步中具有更准确的关联)我们将在3D中完全这样做,但有两点将会改变: 1)IOU 2)卡尔曼滤波器用于MOT任务的算法-匈牙利算法...· 剩下的就是使用卡尔曼滤波器来预测下一步的情况。04  使用3D卡尔曼滤波器4.1 2D卡尔曼滤波器2D卡尔曼滤波器是一种算法,它基于历史数据来预测下一个位置,针对两个坐标值进行操作。...4.2 什么是3D卡尔曼滤波器?当我们处于三维空间中时,我们至少可以使用3D卡尔曼滤波器,即跟踪X、Y和Z三个维度的位置信息。...· 对于每个物体,我们的检测器将返回一个3D边界框。多目标跟踪的过程与2D相同,只是关联将使用3D IOU进行,而预测将使用3D卡尔曼滤波进行。3D目标跟踪是感知领域中最迷人的领域之一。

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    卡尔曼滤波应用及其matlab实现

    Github个人博客:https://joeyos.github.io 线性卡尔曼滤波 卡尔曼滤波在温度测量中的应用 X(k)=AX(k-1)+TW(k-1) Z(k)=H*X(k)+V(k) 房间温度在...)-X2(2))^2 ); else dist=sqrt( (X1(1)-X2(1))^2 + (X1(3)-X2(3))^2 ); end %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% 卡尔曼滤波在视频目标跟踪中的应用...: EKF在目标跟踪中的应用 基于距离的目标跟踪算法Matlab程序 % 扩展Kalman滤波在目标跟踪中的应用 function EKF_For_TargetTracking clc;clear...无迹卡尔曼滤波在单观测站目标跟踪中的应用 % 无迹Kalman滤波在目标跟踪中的应用 function UKF clc;clear; T=1; %雷达扫描周期 N=60/T; %总的采样次数 X=zeros...误差曲线 UKF在匀加速直线运动目标跟踪中的应用 % 功能说明: UKF在目标跟踪中的应用 % 参数说明: 1、状态6维,x方向的位置、速度、加速度; %

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    一文了解卡尔曼滤波原理

    卡尔曼滤波是非常强大的工具,能够在不确定性中融合信息,又具有提取精确信息的能力。...在连续变化的系统中使用卡尔曼滤波是非常理想的,它具有占用内存小的优点(除了前一个状态量外,不需要保留其它历史数据),并且速度很快,很适合应用于实时问题和嵌入式系统。...在Google上找到的大多数关于实现卡尔曼滤波的数学公式看起来有点晦涩难懂,这个状况有点糟糕。...在这个例子中是位置和速度,它也可以是一个容器中液体的总量,汽车发动机的温度,用户手指在触摸板上的位置坐标,或者任何你需要跟踪的信号。...跟踪这种关系是非常重要的,因为它带给我们更多的信息:其中一个测量值告诉了我们其它变量可能的值,这就是卡尔曼滤波的目的,尽可能地在包含不确定性的测量数据中提取更多信息!

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    Self-Driving干货铺2:卡尔曼滤波

    导文 卡尔曼滤波是无人驾驶中应用最广泛的算法之一,在传感器融合与定位中几乎无处不在,之前一直想写篇卡尔曼滤波器的文章,但理解和应用程度都无法企及BZARG 大神的文章,因此就对该文章分享一波,本文原文来自...由于,它便于计算机编程实现, 并能够对现场采集的数据进行实时的更新和处理,Kalman滤波是目前应用最为广泛的滤波方法, 在通信, 导航, 制导与控制等多领域得到了较好的应用。...它具有占用内存小的优点(除了前一个状态量外,不需要保留其它历史数据),并且速度很快,很适合应用于实时问题和嵌入式系统。 我们能用卡尔曼滤波做什么?...在这个例子中是位置和速度,它也可以是一个容器中液体的总量,汽车发动机的温度,用户手指在触摸板上的位置坐标,或者任何你需要跟踪的信号。...跟踪这种关系是非常重要的,因为它带给我们更多的信息:其中一个测量值告诉了我们其它变量可能的值,这就是卡尔曼滤波的目的,尽可能地在包含不确定性的测量数据中提取更多信息!

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