Számos híres magyar tudóst jegyeznek a világon, akikre rendkívül büszkék lehetünk. Mind-mind valamilyen hatalmas felfedezést vagy áttörést értek el, melyek alapjaiban forgatták fel a világot és sokunk életét könnyítették meg közvetlenül, vagy közvetetten. Az egyik, talán nem igazán ismert, ilyen felfedezés a Kálmán-szűrő. Kálmán Rudolf Emil magyar származású amerikai matematikus, feltaláló tudós dolgozta ki.
Az angolul Kalman-filter néven ismert eljárást szinte minden nap használjuk és mégsem tudjuk, hogy magyar vonatkozása van. Ezt az algoritmust szenzorok mérésének pontosításához szokták használni, többek között a GPS jelek pontosításához is. Ha például a telefonunkon megnyitjuk a térkép alkalmazást, szinte biztosak lehetünk benne, hogy Kálmán Rudolf Emil által kidolgozott eljárás útján működik.
Hogyan működik a Kálmán-szűrő?
A Kalman-filter lényege, hogy a folyamatosan érkező adatokból egy pontos „átlagot” számol ki. Leegyszerűsítve a kiugró, pontatlan értékeket szűri ki azáltal, hogy a kapott adatokat súlyozza és mérlegel a hitelességük között. A rendszer megbízhatóságát az adja, hogy a mért adatokon kívül figyelembe veszi a fizika törvényeit is, így például egy autó helyzetének meghatározásakor a mért eredmény hiába zajos és nyújt 100-150 méteres eltérést az előzőhez képest, a rendszer felismeri, hogy ez lehetetlen és pillanatok alatt újra kalkulál, így biztosítva számunkra a lehető legpontosabb eredményt.
Ezt a technikát nagyon széles körben használják, a navigációs rendszereken kívül az irányítási rendszerek, repülőgépek és űrhajók irányításánál, robotrepülőgépeknél, sőt, még az ökonometria területén is.
Első felhasználása a NASA kutatóközpontjában történt, azon belül az Apollo-programban, ennek segítségével optimalizálták az űrhajók navigációs rendszereit.
Hol találkozni még a Kálmán-szűrővel?
Ezen felül napjainkban is aktív használatban van, többek között az amerikai haderő által. A US Air Force rakétáiban a vezérlés stabilizálását is a Kalman-filter végzi, az űrsiklók és a Nemzetközi Űrállomás is ezt a rendszert használja, sőt, a haditengerészet tengeralattjáróinak ballisztikus rakétái is ennek köszönhetően üzemelnek.
Az évek folyamán a rendszer folyamatos továbbfejlesztésen esett át és folyamatosan pontosítják, a jobb mérési adatok és a kisebb szórás elérése érdekében, ám az alapja még mindig a Kámán Rudolf Emil által megalkotott algoritmus.