理论教育 高斯粒子滤波与无迹高斯粒子滤波

高斯粒子滤波与无迹高斯粒子滤波

时间:2023-07-16 理论教育 版权反馈
【摘要】:高斯粒子滤波正是在这样的思想基础上产生的,它类似于高斯滤波器,假设p和p为高斯分布,因此只需要对状态的均值和方差进行递推,无须重采样步骤。只要高斯近似有效,GPF仍然是渐进最优的。当前时刻状态的均值和方差为显然,在使用高斯粒子滤波时也需要选定具体的重要性密度。另一种思路是,根据k-1时刻的Pk-1及k时刻的量测Zk,利用UKF计算得到,将其作为k时刻的重要性密度,这便是无迹高斯粒子滤波。

高斯粒子滤波与无迹高斯粒子滤波

重采样步骤在解决权值退化的同时又引入了样本匮乏的问题,如果能够不使粒子集随时间传播,那么便可免去重采样步骤。这不仅从根本上避免了样本匮乏,同时也有利于算法的并行实现。高斯粒子滤波(GPF)正是在这样的思想基础上产生的,它类似于高斯滤波器,假设p(Xk|Z1:k)和p(Xk|Z1:k-1)为高斯分布,因此只需要对状态的均值和方差进行递推,无须重采样步骤。只要高斯近似有效,GPF仍然是渐进最优的。下面给出GPF的具体步骤。

(1)初始化。给定初始状态的均值和方差P0

对于k=1,2,…,执行以下步骤。

(3)重要性采样。根据重要性密度q(χk|Z1:k)生成粒子集N),权值计算公式为

进行归一化,得到(www.daowen.com)

(4)滤波输出。当前时刻状态的均值和方差为

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