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《探析基于硬件實(shí)現(xiàn)的粒子濾波改進(jìn)算法研究》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、北京交通大學(xué)碩士學(xué)位論文基于硬件實(shí)現(xiàn)的粒子濾波改進(jìn)算法研究姓名：余純申請學(xué)位級別：碩士專業(yè)：交通信息工程及控制指導(dǎo)教師：張三同20071201北京窆通太堂亟±堂位j金塞蟲塞擅要中文摘要摘要：目前，在信號檢測與估計領(lǐng)域最常用的方法是卡爾曼濾波，然而卡爾曼濾波不能解決非線性非高斯問題。1993年，N．J．Gordon提出了用粒子濾波來對信號進(jìn)行狀態(tài)估計。該方法可以處理狀態(tài)模型和觀測模型均為非線性、非高斯的情況，有效克服了卡爾曼濾波的一些缺點(diǎn)，但是它也帶來一些問題，如相對于卡爾曼濾波，算法復(fù)雜，運(yùn)算量大，需要的存儲空間大、實(shí)時性差。在硬件實(shí)現(xiàn)中粒子濾
2、波算法面臨的主要問題有：算法自身執(zhí)行速度慢，硬件存儲資源有限。本課題介紹了傳統(tǒng)的粒子濾波算法原理以及該算法的發(fā)展現(xiàn)狀，闡述了數(shù)字信號處理系統(tǒng)的特點(diǎn)與發(fā)展，分析了粒子濾波算法特點(diǎn)，著重從復(fù)雜度、存儲空間、實(shí)時性方面進(jìn)行了分析研究。還分析了TIDSP硬件資源，尤其對1rITMS320VC54x系列的DSP進(jìn)行了詳細(xì)地分析。針對粒子濾波算法運(yùn)算量大，需要的存儲空間大、實(shí)時性差等特點(diǎn)，提出了改進(jìn)算法，將粒子濾波重要性計算中的權(quán)值歸一化部分合并到重采樣計算和輸出計算，并且改進(jìn)了硬件存儲方式，對粒子濾波中的重采樣步驟進(jìn)行分析研究，總結(jié)出更適合于硬件實(shí)現(xiàn)的重
3、采樣算法。最后介紹了高斯粒子濾波算法，并從硬件實(shí)現(xiàn)的角度出發(fā)給出了改進(jìn)算法。以二維純方位日標(biāo)跟蹤為例，在TIDSPTMS320VC5402系統(tǒng)上得到的仿真結(jié)果進(jìn)一步表明，與改進(jìn)前的粒子濾波算法相比，上述采用的改進(jìn)算法更加適合于硬件實(shí)現(xiàn)，一定程度上節(jié)省了硬件存儲資源，提高了算法的運(yùn)行速度。關(guān)鍵詞：粒子濾波i數(shù)字信號處理；高斯粒子濾波：硬件實(shí)現(xiàn)分類號：U283．1ABSTRACT：Nowadays，Kalmanfilteringalgorithmiswidelyusedinthefieldofsignaldetectionandestimation
4、,buttheKalmanfiltercaD．notsolvenonlinearandnon-Gaussianproblems．In1993，N．J．Gordonproposedparticlefiltertoestimatethesign面state．Thismethodcanhandlestatemodelandobservationmodalinnonlinearandnon-Gaussiansituation．SotheshortcomingsofKalmanfilteringaleeffectivelyovercomed．Howeve
5、r,comparedwithKalmanfiltering,ithasbroughtsomeproblems：morecomplexalgorithm、morecomputation、theneedforlargerstoragespaceandW01晤creal-timeproblems．Inthehagdwareimplementationofparticlefilter,themainproblemsare"slowimplementationofalgorithminitselfandlimitedhardwarestoragereso
6、urces．Inthisthesisthetraditionalparticlefilterprincipleandthedevelopmentofthealgorithmareintroduced．ThecharacteristicanddevelopmentofDigitalSignatProcessingSystemareexpounded．Thecharacteristicsofparticlefilterareanalyzedandthealgorithmisanalyzedandstudiedmainlyfromtheaspects
7、：complexity、storagespaceandreal-timeproblem．TheTIDSPhardwareresom'eesarealsoanalyzed,especiallyadetailedanalysisiscarriedoutontheTITMS320VC54xseriesofDSE11圮complexity、storagespaceandreal-timeproblemofparticlefilteralgorithmareanalyzedandstudiedcarefully．Againstmo∞computingca
8、pacity,biggerstoragespace,poorerreal—timecharacteristicsofparticlefilter,so
