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칼만 필터링 절차는 선형모델에서 상태변수들을 추정하기 위해 만들어진 것이므로 만일 모델이 비선형이라면 필터링식을 유도하는 과정에서 선형화(Linearizatin Prcedure)가 이루어져야 하는데, 이때는 이전의 추정된 상태변수로부터 실시간 선형 테일러 근사화(real time linear Taylr apprximatin)를 하게 되고, 여기서 얻어지는 칼만 필터를 확장 칼만 필터(Extended Kalman Filter)라 한다.