Kalmanov filter
Kalmanov filter, optimálny lineárny estimátor, stochastický rekonštruktor stavu — kyb. štatistická metóda odhadu stavu lineárneho dynamického systému, na ktorý pôsobí porucha. Odhad aktuálnej hodnoty stavu systému sa určuje na základe vopred daných informácií o systéme a meracom zariadení, nameraných (resp. pozorovaných) údajov i štatistického opisu šumov a porúch pôsobiacich na systém, ako aj na základe začiatočných podmienok s cieľom štatisticky minimalizovať chybu odhadu stavu systému.
Kalmanov filter možno vyjadriť ako postupnosť výpočtov vo dvoch na seba nadväzujúcich krokoch: v prvom kroku, v časovej aktualizácii (krok predikcie, angl. predict), sa vypočíta odhad stavu systému a kovariancia chyby v časovom okamihu k na základe odhadu stavu systému v časovom okamihu k - 1. V druhom kroku, v aktualizácii meraním (krok korekcie, angl. update), sa na základe predchádzajúceho odhadu stavu a nového merania (resp. pozorovania) vypočíta nový odhad stavu a kovariancia chyby. Kalmanov filter dokáže odfiltrovať šum z rôznych postupností údajov a v prípade chýbajúcich informácií pomocou rekurzívneho odhadu parametrov určiť stav daného systému; pre tieto vlastnosti sa používa pri identifikácii systému.
Diskrétnu verziu Kalmanovho filtra odvodil 1960 R. Kalman, ktorý 1961 s americkým matematikom Richardom Snowdenom Bucym (*1935, †2019) vypracoval jeho spojitú verziu (niekedy sa nazýva aj Kalmanov-Bucyho filter). Obidve verzie sa spolu s Kalmanovým odvodením spojitého kvadraticky optimálneho regulátora (→ LQ problém) zaraďujú k hlavným prvkom modernej teórie riadenia. Z Kalmanovej pôvodnej formulácie filtra, ktorá sa označuje aj ako jednoduchý Kalmanov filter, boli odvodené jej ďalšie modifikácie využívajúce aj metódu dvoch krokov (predikcie a korekcie), napr. rozšírený Kalmanov filter nelineárnych systémov, informačný filter a viacero verzií odmocninových filtrov. Uplatňuje sa v riadiacich, navigačných a komunikačných systémoch (prvýkrát bol použitý 1963 na navigáciu mesačných sond), v oblasti spracovania signálov, v priemysle ap.