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《探析基于硬件實現的粒子濾波改進算法研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在學術論文-天天文庫。
1、北京交通大學碩士學位論文基于硬件實現的粒子濾波改進算法研究姓名：余純申請學位級別：碩士專業(yè)：交通信息工程及控制指導教師：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，但是它也帶來一些問題，如相對于卡爾曼濾波，算法復雜，運算量大，需要的存儲空間大、實時性差。在硬件實現中粒子濾
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)展現狀，闡述了數字信號處理系統(tǒng)的特點與發(fā)展，分析了粒子濾波算法特點，著重從復雜度、存儲空間、實時性方面進行了分析研究。還分析了TIDSP硬件資源，尤其對1rITMS320VC54x系列的DSP進行了詳細地分析。針對粒子濾波算法運算量大，需要的存儲空間大、實時性差等特點，提出了改進算法，將粒子濾波重要性計算中的權值歸一化部分合并到重采樣計算和輸出計算，并且改進了硬件存儲方式，對粒子濾波中的重采樣步驟進行分析研究，總結出更適合于硬件實現的重
3、采樣算法。最后介紹了高斯粒子濾波算法，并從硬件實現的角度出發(fā)給出了改進算法。以二維純方位日標跟蹤為例，在TIDSPTMS320VC5402系統(tǒng)上得到的仿真結果進一步表明，與改進前的粒子濾波算法相比，上述采用的改進算法更加適合于硬件實現，一定程度上節(jié)省了硬件存儲資源，提高了算法的運行速度。關鍵詞：粒子濾波i數字信號處理；高斯粒子濾波：硬件實現分類號：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
