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《哈尔滨工业大学》 2006年
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粒子滤波重采样算法研究及其应用

吴宝成  
【摘要】: 目前在信息融合领域广泛使用的融合算法是卡尔曼滤波,它在线性高斯模型下能得到最优估计,但在非线性非高斯模型下则无法应用。在这种情况下,粒子滤波因其适用面广而备受关注。 粒子滤波是一种基于蒙特卡罗模拟和递推贝叶斯估计的滤波方法。这种滤波和其他预测性滤波一样,可以通过模型方程由测量空间递推得到状态空间。它采用粒子描述状态空间,用由粒子及其权重组成的离散随机测度近似真实的状态后验分布,并且根据算法递推更新离散随机测度。它可以处理模型方程为非线性、噪声分布为非高斯分布的问题,在许多领域得到了成功的应用。 但是,粒子滤波也存在一些不足之处。例如,易出现粒子退化现象、提议分布无法达到最优等。针对粒子退化问题,一般采用重采样处理,因此,研究并改进粒子滤波重采样算法对提高粒子滤波算法效率就具有十分重要的意义。本文在研究多种粒子滤波重采样算法的基础上,提出了一种新的重采样算法,即分区重采样算法,并将分区重采样算法和多项式重采样算法、残差重采样算法、分层重采样算法等常用的重采样算法进行了实验比较分析。实验结果表明,分区重采样算法平均性能优于目前常用的重采样算法。最后,将其应用于飞行器航迹规划与控制的模拟演示系统,结果表明,分区重采样算法提高了粒子滤波算法的效率,可以在实际中推广应用。
【学位授予单位】:哈尔滨工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:TN713

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【引证文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 廖雪阳;任宏光;章惠君;;基于重采样粒子滤波的目标跟踪算法研究[J];航空兵器;2016年05期
2 江春冬;卢茹;杜太行;;粒子滤波算法在静止目标定位时的数学建模[J];中国测试;2016年02期
3 赵秀影;熊壮;肖景新;胥文;;一种基于北斗飞行器在监控显示中的状态动态预测方法[J];光电技术应用;2015年06期
4 郭鲁;魏颖;;基于禁忌递阶遗传粒子滤波的无线传感器网络的目标跟踪[J];民营科技;2015年01期
5 孔云波;冯新喜;鹿传国;刘振涛;;基于Sigma点H_∞滤波的拟蒙特卡罗粒子滤波算法[J];吉林大学学报(工学版);2014年06期
6 刘运杰;金明录;崔承毅;;一种粒子滤波预处理方法[J];系统仿真学报;2012年07期
7 白海东;黄双华;江艳阳;张社国;;基于权值优选粒子滤波的雷达目标跟踪[J];船电技术;2012年03期
8 杜云明;颜兵兵;;加权采样的序列蒙特卡罗滤波技术[J];火力与指挥控制;2012年03期
9 王龙生;顾浩;余云智;韩瑜;;微分进化粒子滤波[J];计算机工程与应用;2012年01期
10 杨宁;钱峰;朱瑞;;基于遗传算法的改进粒子滤波算法[J];上海交通大学学报;2011年10期
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 邢岩;永磁同步电动机高性能转矩控制关键技术研究[D];东北大学;2014年
2 田鹏辉;视频图像中运动目标检测与跟踪方法研究[D];长安大学;2013年
3 杨萌;非线性滤波及在惯导系统传递对准中应用研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 叶平;基于粒子滤波与箱粒子滤波的目标跟踪方法的研究[D];兰州理工大学;2016年
2 董启凡;基于压缩感知理论的目标重构及跟踪算法研究[D];山东大学;2016年
3 付莎;北斗/INS组合导航系统定位中非线性滤波算法研究[D];西北大学;2015年
4 李朝;基于统计模型的城市道路交通旅行时间分析及预测方法研究[D];北方工业大学;2015年
5 石雪军;基于RFID的室内无线定位控制方法研究[D];江南大学;2015年
6 李咏梅;无线传感器网络中基于粒子滤波的目标跟踪算法研究[D];华南理工大学;2015年
7 贾安冰;基于STM32F407ZG的呼气式酒精含量检测仪的研究[D];河北工业大学;2015年
8 魏国华;粒子滤波算法研究与实现[D];电子科技大学;2015年
9 王增宇;基于稀疏表达的目标跟踪算法研究[D];沈阳理工大学;2015年
10 袁军锋;粒子滤波算法与其应用研究[D];华东交通大学;2014年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前9条
1 唐涛,张涯辉,黄永梅;粒子滤波在被动定位跟踪中的运用[J];仪器仪表学报;2005年S1期
2 夏克寒;许化龙;张朴睿;;粒子滤波的关键技术及应用[J];电光与控制;2005年06期
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4 柴霖,袁建平,罗建军,方群,岳晓奎;非线性估计理论的最新进展[J];宇航学报;2005年03期
5 胡士强,敬忠良;粒子滤波算法综述[J];控制与决策;2005年04期
6 胡洪涛,敬忠良,李安平,胡士强;非高斯条件下基于粒子滤波的目标跟踪[J];上海交通大学学报;2004年12期
7 莫以为,萧德云;定性信号在混合状态与参数估计中的应用[J];清华大学学报(自然科学版);2004年10期
8 李涛,薛祖瑞,胡小平;一种使用非等权值粒子的确定性粒子滤波算法[J];国防科技大学学报;2004年01期
9 莫以为,萧德云;基于粒子滤波算法的混合系统监测与诊断(英文)[J];自动化学报;2003年05期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 谷雨;石晶辉;石弯弯;董华清;彭冬亮;;基于Rényi信息增量的机动目标协同跟踪算法[J];火力与指挥控制;2016年12期
2 杨蓓;张宸宇;;基于粒子滤波的涡扇发动机健康诊断[J];失效分析与预防;2016年06期
3 郭云飞;张峰;;基于QIPF的弱目标检测前跟踪算法[J];火力与指挥控制;2016年10期
4 张宏伟;李建成;张兵兵;;基于安时积分和粒子滤波修正的锂电池SOC估计[J];传感器与微系统;2016年10期
5 李小婷;史健芳;;基于重采样技术改进的粒子滤波算法[J];微电子学与计算机;2016年09期
6 李敏;陈志梅;邵雪卷;;融合RTS平滑的迭代无迹卡尔曼粒子滤波方法[J];太原科技大学学报;2016年04期
7 谷雨;吕鹏飞;彭冬亮;董华清;;基于CPCRLB的隐身目标协同检测与跟踪[J];现代雷达;2016年08期
8 朱征宇;李帅;朱威;;基于自适应模型的时空上下文跟踪[J];现代计算机(专业版);2016年20期
9 邱健;于海承;环加飞;牛琳琳;严剑峰;于之虹;田芳;李亚楼;;同步发电机非线性模型的期望最大辨识[J];电网技术;2016年08期
10 王强;刘永葆;贺星;刘树勇;;噪声方差自适应修正的混合系统故障诊断方法[J];振动与冲击;2016年08期
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张万里;何金刚;;交互多模型的Rao-Blackwellized粒子滤波算法在多目标跟踪中的应用[J];航空兵器;2014年04期
2 Yoonchang Sung;Woojin Chung;;Particle-filter-based walking prediction model for occlusion situations[J];Journal of Measurement Science and Instrumentation;2013年03期
3 Junyi Zuo;Yingna Jia;Quanxue Gao;;Simplified unscented particle filter for nonlinear/non-Gaussian Bayesian estimation[J];Journal of Systems Engineering and Electronics;2013年03期
4 王龙;夏厚培;;改进粒子滤波算法及其在目标跟踪中的应用[J];信息技术;2013年02期
5 陈志敏;薄煜明;吴盘龙;段文勇;刘正凡;;基于自适应粒子群优化的新型粒子滤波在目标跟踪中的应用[J];控制与决策;2013年02期
6 单覃;周文婷;潘磊;;浅析粒子滤波算法及其参数设置的影响[J];轻工科技;2012年12期
7 毕军;关伟;齐龙涛;;A genetic resampling particle filter for freeway traffic-state estimation[J];Chinese Physics B;2012年06期
8 白剑锋;南建国;邬蒙;;非线性粒子滤波目标跟踪应用仿真[J];计算机工程与设计;2012年04期
9 ;Improved particle filter based on fine resampling algorithm[J];The Journal of China Universities of Posts and Telecommunications;2012年02期
10 刘望生;李亚安;;闪烁噪声下目标跟踪的改进粒子滤波算法[J];兵工学报;2011年01期
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 杨建飞;永磁同步电机直接转矩控制系统若干关键问题研究[D];南京航空航天大学;2011年
2 刘英培;PMSM直接转矩控制方法及实验研究[D];天津大学;2010年
3 徐艳平;永磁同步电动机减小转矩脉动的直接转矩控制方法研究[D];西安理工大学;2008年
4 陆华才;无位置传感器永磁直线同步电机进给系统初始位置估计及控制研究[D];浙江大学;2008年
5 聂琦;非线性滤波及其在导航系统中的应用[D];哈尔滨工程大学;2008年
6 尚喆;永磁同步电动机磁场定向控制的研究[D];浙江大学;2007年
7 孙凯;自抗扰控制策略在永磁同步电动机伺服系统中的应用研究与实现[D];天津大学;2007年
8 吴茂刚;矢量控制永磁同步电动机交流伺服系统的研究[D];浙江大学;2006年
9 孙丹;高性能永磁同步电机直接转矩控制[D];浙江大学;2004年
10 李涛;非线性滤波方法在导航系统中的应用研究[D];国防科学技术大学;2003年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 周伟伟;基于近红外光谱透射法的汽车驾驶员血液酒精含量无损检测[D];山东大学;2014年
2 张欣萍;以太网接口的高速高精度动态信号采集模块设计与实现[D];湖南大学;2014年
3 戴庆炎;嵌入式系统开发平台的设计与实现[D];吉林大学;2014年
4 成功;组合导航中关键算法的研究[D];北京邮电大学;2014年
5 李家森;北斗/INS组合导航信息融合滤波算法研究[D];哈尔滨工程大学;2013年
6 邵成刚;基于RFID虚拟标签的室内定位算法研究[D];北京邮电大学;2013年
7 姜东;基于稀疏表示与字典学习的图像融合方法研究[D];西安电子科技大学;2013年
8 黄建;目标跟踪的粒子滤波算法研究[D];电子科技大学;2012年
9 张光理;北斗/SINS组合导航系统研究[D];哈尔滨工程大学;2012年
10 蔡俊林;医学图像中多目标检测与跟踪技术研究[D];华南理工大学;2012年
【二级引证文献】
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1 赵蓓蕾;周向阳;;航空遥感惯性稳定平台建模与控制系统设计[J];电子测量与仪器学报;2016年10期
2 马兆南;裴腾达;张浩;;一种改进的粒子滤波目标跟踪算法[J];辽宁工程技术大学学报(自然科学版);2016年09期
3 秦占师;张智军;曹晓英;陈稳;;基于SVM-UPF的雷达弱小目标检测前跟踪算法[J];火力与指挥控制;2016年03期
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5 张明杰;康宝生;;一种基于图模型的粒子滤波跟踪方法[J];计算机应用研究;2016年02期
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中国博士学位论文全文数据库 前4条
1 谭飞刚;无视野重叠区域的跨摄像机行人跟踪关键技术研究[D];华南理工大学;2016年
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3 何东旭;AUV水下导航系统关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2013年
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【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前9条
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2 李涛,薛祖瑞,胡小平;一种使用非等权值粒子的确定性粒子滤波算法[J];国防科技大学学报;2004年01期
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5 莫以为,萧德云;基于粒子滤波算法的混合系统监测与诊断(英文)[J];自动化学报;2003年05期
6 袁泽剑,郑南宁,贾新春;高斯-厄米特粒子滤波器[J];电子学报;2003年07期
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【相似文献】
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1 闫巧;夏树涛;吴建平;;改进的压缩边分段采样算法[J];西安电子科技大学学报;2006年05期
2 曹鹏;李博;栗伟;赵大哲;;基于概率分布估计的混合采样算法[J];控制与决策;2014年05期
3 余纯;张太荣;;基于硬件实现的粒子滤波重采样算法研究[J];自动化技术与应用;2013年02期
4 张秀丽,李萍,陆光华;高精度软件同步采样算法[J];电力系统及其自动化学报;2005年04期
5 赵丰;汤磊;张武;赵宗贵;;一种高实时性粒子滤波重采样算法[J];系统仿真学报;2009年18期
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7 张迁;李乔;蔡丽娟;;一种改进的DSP固定点采样算法[J];电源技术应用;2002年10期
8 李蕴奇;李小明;何杰;钟鸣;;关于吉布斯采样算法识别MOTIF的研究[J];才智;2010年31期
9 李晓丽;许可;宋俊德;;新浪微博snow ball采样算法偏差研究(英文)[J];软件;2012年11期
10 郭建林;李爱玲;;一种大尺度Gauss模糊的快速采样算法[J];中国科学:信息科学;2011年10期
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1 刘海涛;徐胜利;宋洋;王晓放;;一种基于空间缩减策略的序列采样方法[A];中国力学大会——2013论文摘要集[C];2013年
2 商立群;;电力系统RTU交流采样算法及误差分析[A];中国仪器仪表学会第三届青年学术会议论文集(下)[C];2001年
3 寇巍;文治平;张永学;韩逸飞;;一种GPS信号频域快捕中的压缩采样算法[A];第十七届全国测控计量仪器仪表学术年会(MCMI'2007)论文集(下册)[C];2007年
4 管鲁阳;鲍明;张鹏;李晓东;;不均衡数据的重采样算法及在声目标识别中的应用[A];2008年全国声学学术会议论文集[C];2008年
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1 吴宝成;粒子滤波重采样算法研究及其应用[D];哈尔滨工业大学;2006年
2 邓俊;滤波重要性采样算法的研究与实现[D];天津大学;2007年
3 王朝;基于ARMS的并行采样算法的设计与实现[D];天津大学;2008年
4 崔承勋;基于GH-distance的自适应性采样算法[D];天津大学;2009年
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