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1、第37卷第8期計(jì)算機(jī)學(xué)報(bào)Vol.37No.82014年8月CHINESEJOURNALOFCOMPUTERSAug.2014粒子濾波算法王法勝1)1)2)3)魯明羽趙清杰袁澤劍1)(大連海事大學(xué)信息科學(xué)技術(shù)學(xué)院遼寧大連116026)2)(北京理工大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院北京100081)3)(西安交通大學(xué)人工智能與機(jī)器人研究所西安710049)摘要粒子濾波算法逐漸成為科學(xué)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn).文章首先闡述了粒子濾波算法的提出背景,根據(jù)m階馬爾科夫假設(shè),分析算法基本原理并推導(dǎo)后驗(yàn)概率密度及權(quán)值更新公式.分析了基本粒子濾波算法中存在的問題以及解決方法.針對粒子濾波算法重要性
2、采樣密度的選擇問題,綜述了重要性采樣密度選擇方法.對重采樣技術(shù)及樣本匱乏問題進(jìn)行了深入的分析,討論了算法收斂性分析的最新進(jìn)展.對自適應(yīng)粒子濾波算法以及粒子濾波算法在各主要應(yīng)用領(lǐng)域的進(jìn)展進(jìn)行了論述.最后對粒子濾波算法的研究前景提出了展望.關(guān)鍵詞粒子濾波;重要性采樣密度;重采樣;自適應(yīng)粒子濾波;收斂性分析中圖法分類號(hào)TP391DOI號(hào)10.3724/SP.J.1016.2014.01679ParticleFilteringAlgorithm1)1)2)3)WANGFa-ShengLUMing-YuZHAOQing-JieYUANZe-Jian1)(Schoo
3、lofInformationScienceandTechnology,DalianMaritimeUniversity,Dalian,Liaoning116026)2)(SchoolofComputer,BeijingInstituteofTechnology,Beijng100081)3)(InstituteofAIandRobots,Xi’anJiaotongUniversity,Xi’an710049)AbstractParticlefilterisemergingasanewhotspotofresearchinscientificfieldsi
4、nthepastseveralyears.Wefirstshowthebackgroundinformationofparticlefilters.Thereafter,theprincipleoftheparticlefilterunderm-orderMarkovianassumptionisanalyzed,accompanyingthederivativesoftheposteriordensityfunctionandtheweightupdatingformula.Meanwhile,theanalysisofthedrawbacksofth
5、estandardparticlefilterandcorrespondingsolutionsaregiven.Andacriticalsurveyofimportancesamplingdensityselectionisshowninthefollowingsection.Wealsogiveadetailedanalysisofresamplingmethodandthesampleimpoverishmentprobleminducedbyresampling.Wereviewedthedevelopmentofadaptiveparticle
6、filtersfollowingtheadvancesofconvergenceanalysis.Thefollowingsectionreviewstheadvancesofparticlefiltersindifferentapplicationareas.Finally,thefuturedirectionsarepointedout.Keywordsparticlefilter;importancesamplingdensity;resampling;adaptiveparticlefilter;convergenceanalysis波器(Kal
7、manFilter),為線性高斯問題提供了一種1引言最優(yōu)的解決方法.迄今為止,卡爾曼濾波器仍然被廣[1]泛的采用,成為解決現(xiàn)實(shí)應(yīng)用問題的標(biāo)準(zhǔn)框架.然1960年,Kalman先生提出了經(jīng)典的卡爾曼濾而,在現(xiàn)實(shí)世界中,科學(xué)領(lǐng)域中的實(shí)際問題大都具有收稿日期:2013-09-27;最終修改稿收到日期:2014-02-17.本課題得到國家自然科學(xué)基金(61300082,61272369,61073133,61175053,61175096)、中央高?;究蒲袠I(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)資金(3132013335,3132013325)、大連市科技計(jì)劃項(xiàng)目(2013A16GX115)
8、資助.王法勝,男,1983年生,博士研究生,講師,中國計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)(CCF)學(xué)生會(huì)