亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        一種改進(jìn)的粒子濾波算法

        2013-10-20 06:58:50倪春光
        艦船科學(xué)技術(shù) 2013年1期
        關(guān)鍵詞:卡爾曼濾波建議模型

        倪春光

        (91388部隊(duì),廣東 湛江524022)

        0 引言

        對(duì)于非線性系統(tǒng)狀態(tài)估計(jì)問(wèn)題,當(dāng)噪聲是高斯時(shí),傳統(tǒng)的解決方法是擴(kuò)展卡爾曼濾波 (EKF)和無(wú)跡卡爾曼濾波 (UKF)。當(dāng)噪聲是非高斯時(shí),人們提出了粒子濾波 (PF)、無(wú)跡粒子濾波 (UPF)等。PF是一種基于蒙特卡羅方法的貝葉斯?fàn)顟B(tài)估計(jì)算法,通過(guò)一組歸一化權(quán)值的粒子來(lái)近似表示后驗(yàn)概率密度,其建議分布是先驗(yàn)概率密度,具有計(jì)算簡(jiǎn)潔的特點(diǎn),但由于其建議分布沒有包含新的測(cè)量信息,其粒子的使用效率不高。而UPF采用UKF來(lái)計(jì)算建議分布,其中UKF對(duì)高斯隨機(jī)變量的均值和方差可以精確到三階,并結(jié)合新的測(cè)量信息,可以使建議分布更好地逼近后驗(yàn)概率密度,但是運(yùn)算量很大。

        本文提出一種新的粒子濾波 (MUPF),與傳統(tǒng)的UPF相比,它介紹了一種輔助模型并且利用輔助模型和UKF來(lái)產(chǎn)生粒子的建議分布,從而提高計(jì)算的精確度。

        1 粒子濾波

        1.1 貝葉斯估計(jì)原理

        假定動(dòng)態(tài)時(shí)變系統(tǒng)可描述為

        系統(tǒng)方程:

        量測(cè)方程:

        若已知狀態(tài)的初始概率密度函數(shù)p(x0|y0)=p(x0),則狀態(tài)預(yù)測(cè)方程和狀態(tài)更新方程分別為

        其中 p(yk|y0:k-1)=∫p(yk|xk)p(xk|y0:k-1)dxk,由于其積分的復(fù)雜貝葉斯遞歸濾波很難實(shí)現(xiàn),如果系統(tǒng)為高斯線性空間模型,可以通過(guò)卡爾曼濾波得到最優(yōu)的狀態(tài)估計(jì)。對(duì)于非高斯非線性系統(tǒng),如何快速計(jì)算積分是研究濾波算法的核心問(wèn)題。

        1.2 粒子濾波算法

        當(dāng)無(wú)法從后驗(yàn)分布p(x0:k|y0:k)中直接采樣時(shí),可以找一個(gè)容易采樣的密度分布函數(shù)q(x0:k|y0:k)(建議分布)中采樣。

        令w(x0:k)為重要性權(quán)值:

        對(duì)任何可積函數(shù)的期望可以近似為

        PF的實(shí)現(xiàn)步驟如下:

        1)初始化k=0

        2)計(jì)算重要性權(quán)值

        粒子權(quán)值更新方程:

        3)歸一化重要性權(quán)值

        4)重采樣

        5)返回狀態(tài)估計(jì)值

        隨著迭代次數(shù)的增加,重要性權(quán)值的分布變得越來(lái)越傾斜,有可能出現(xiàn)粒子匱乏現(xiàn)象,為了避免粒子匱乏,Goden等提出了重采樣方法,其主要思想就是去掉那些權(quán)值小的粒子,復(fù)制權(quán)值大的粒子。

        2 UPF原理

        3 一種新的UPF濾波算法

        稱式(1)和式(2)為主模型,這里主要介紹一種輔助模型并使用UKF和它共同來(lái)產(chǎn)生建議分布。

        3.1 輔助模型

        定義輔助模型為

        其中:mk為一個(gè)小方差高斯噪聲,觀測(cè)噪聲nk和式 (2)中的vk認(rèn)為是一樣的。如果h(·)是線性的,nk是高斯噪聲,卡爾曼濾波就可以對(duì)rk進(jìn)行最優(yōu)估計(jì)。在實(shí)際環(huán)境中,h(·)往往是非線性的,可以使用UKF來(lái)對(duì)rk進(jìn)行估計(jì)。

        3.2 MUPF算法

        MUPF的算法步驟如下:

        1)初始化

        2)重要性采樣

        3)重要性權(quán)值

        當(dāng)i=2,…,N時(shí),

        歸一化權(quán)值

        4)重采樣

        4 仿真試驗(yàn)

        為了證明MUPF的性能,考慮一個(gè)非線性非高斯模型。

        其中,w=4e-2,uk服從Gamma(3,2)分布,觀測(cè)噪聲vk服從高斯分布N(0,10-5),目標(biāo)的初始狀態(tài)x0=1,經(jīng)過(guò)100次蒙特卡羅仿真,每次仿真時(shí)間是60 s,采樣間隔為1 s。1次獨(dú)立試驗(yàn)的均方根誤差定義為

        圖1表示MUPF使用20個(gè)粒子與其他濾波器對(duì)系統(tǒng)的狀態(tài)估計(jì),圖2為采用EKF,UKF,PF,UPF及MUPF濾波算法對(duì)狀態(tài)估計(jì)的均方根誤差曲線圖。

        表1給出了粒子數(shù)為20的時(shí)候,各個(gè)濾波器的RMSE。

        表1 RMSE的均值和方差Tab.1 Mean value and variance of RMSE

        5 結(jié)語(yǔ)

        本文提出了一種新的粒子濾波算法 (MUPF)用來(lái)估計(jì)非線性非高斯系統(tǒng)的狀態(tài)。一般情況下,粒子濾波的主要問(wèn)題是對(duì)建議分布的選擇,它很大程度上決定著濾波的性能。UPF通過(guò)UKF的一步預(yù)測(cè)來(lái)構(gòu)建建議分布,由于UKF存在缺陷,使得建議分布不能與后驗(yàn)概率密度得到很好的近似。MUPF通過(guò)使用輔助模型與UKF來(lái)構(gòu)造建議分布,更好地逼近了后驗(yàn)概率密度。仿真結(jié)果表明,新的粒子濾波算法使用很少的粒子就可以達(dá)到很高的精度。

        [1]ARULAMPALAM M S,MASKELL S,GORDON N.A torial on particle filters for online nonlinear/non-Gaussian Bayesial tracking[J].IEEE Trans,Signal Process,2002,5(2):174-188.

        [2]MERWE R V.A Doucet the Unscented Particle Filter A-dvances in neural Information Proceesing Systems[Z].MIT,2000.

        猜你喜歡
        卡爾曼濾波建議模型
        一半模型
        重要模型『一線三等角』
        接受建議,同時(shí)也堅(jiān)持自己
        重尾非線性自回歸模型自加權(quán)M-估計(jì)的漸近分布
        好建議是用腳走出來(lái)的
        基于遞推更新卡爾曼濾波的磁偶極子目標(biāo)跟蹤
        3D打印中的模型分割與打包
        基于模糊卡爾曼濾波算法的動(dòng)力電池SOC估計(jì)
        基于擴(kuò)展卡爾曼濾波的PMSM無(wú)位置傳感器控制
        建議答復(fù)應(yīng)該
        浙江人大(2014年4期)2014-03-20 16:20:16
        久久无码一二三四| 狠狠97人人婷婷五月| 农村欧美丰满熟妇xxxx| 综合网自拍| 玩弄放荡人妻一区二区三区| 国产三级黄色大片在线免费看| 亚洲国产精品无码中文字| 国产人澡人澡澡澡人碰视频| 亚洲色拍拍噜噜噜最新网站| 亚洲一区二区三区在线最新| 欧美丰满熟妇性xxxx| 国产精品成人av在线观看| 久久中文字幕久久久久91| 一区二区三区视频亚洲| 亚欧中文字幕久久精品无码| 精品人妻伦九区久久AAA片69| 亚洲国产综合精品一区最新| 日本添下边视频全过程| 伊人狠狠色丁香婷婷综合| 免费看欧美日韩一区二区三区| 午夜国产精品一区二区三区| 欧美精品欧美人与动人物牲交| 人妻 日韩精品 中文字幕| 亚洲www视频| 深夜黄色刺激影片在线免费观看| 蜜臀av无码人妻精品| 久久亚洲欧洲无码中文| 女同国产日韩精品在线| 91精品国产综合久久熟女| 四虎国产精品免费久久| 亚洲精品aⅴ无码精品丝袜足| 国产精品国产三级国产an不卡 | 中文字幕综合一区二区| 亚洲精品一品区二品区三品区 | 国内精品视频成人一区二区 | 国产亚洲亚洲精品视频| 水野优香中文字幕av网站| 秋霞午夜无码鲁丝片午夜精品| 欧美成人高清手机在线视频| 亚洲国产人成综合网站| 免费毛片a线观看|