In dieser Arbeit wird die Idee verfolgt, komplexe Systeme aus sehr einfachen Teilsystemen aufzubauen und für solche Systemkaskaden eine stochastische Zustandsschätzung durchzuführen. Dabei wird die Struktur der Kaskade verwendet, um die Schätzung lokal in den Teilsystemen durchzuführen woraus eine globale Schätzung abgeleitet wird. Im Fokus der Arbeit stehen nichtlineare und hybride Systeme. Als eine Anwendung wird die Intentionserkennung in der Mensch-Roboter-Kooperation betrachtet.