c語言實現濾波器

㈠ C語言GSL庫實現Kalman濾波

在C語言中實現Kalman濾波可能會面臨矩陣乘法和求逆運算的挑戰，但GSL庫提供了解決方案。通過其擴展的矩陣運算功能，我們可以編寫C語言的Kalman濾波程序。以一個導彈跟蹤雷達的簡單實例來演示，首先需要理解GSL矩陣結構並創建必要的函數，如KalmanFilterStd和InitKalmanFilter。程序涉及導彈運動建模、離散化、濾波器設計和狀態估計。盡管C語言的實現過程比MATLAB繁瑣，但可以實現高效的實時計算，如C語言版本的Kalman濾波計算用時僅為MATLAB的約35%。在實際應用中，需要注意鏈接GSL庫文件以確保程序的正確運行。以下是整個C語言GSL庫實現Kalman濾波的代碼片段：

利用GSL庫，C語言編程可以克服Kalman濾波中矩陣運算的復雜性。例如，通過在VC工程中添加exMatrixCal.h和exMatrixCal.c的擴展矩陣運算，簡化了濾波函數的編寫。

以導彈跟蹤雷達為例，首先，仿照Matlab函數創建一個通用的KalmanFilterStd(KF_Data kfData)函數，處理KF_Data結構體，包括矩陣初始化和數據操作。

在導彈運動模型和雷達量測的背景下，定義KF_Data結構體，初始化各個矩陣，並在while循環中讀取量測數據，通過KalmanFilterStd進行濾波估計，輸出速度估計結果。

盡管C語言版本的運行時間（約48ms）相比MATLAB（110ms）更快，但需注意在VS環境中可能由於監控任務導致運行慢，實際系統執行時時間會顯著減少。在編譯時，確保鏈接GSL庫文件libgslcblas.dll與libgsl.dll。