[发明专利]一种导向粒子滤波方法

摘要

本发明提出一种导向粒子滤波方法，在基本的粒子滤波算法基础上，借鉴了导向滤波的基本思想，本发明方法包括参数初始化、计算并归一化粒子的加权值、重采样、输出估计状态四步骤。所述方法原理简单，使得粒子在重采样的时候，保留了上一步中粒子的部分权重信息，有效克服粒子多样性的丧失问题。

主权项

一种导向粒子滤波方法，其特征在于，步骤如下：S1.初始化粒子滤波参数，粒子滤波参数包括粒子个数N，时间t，第i个粒子在初始时刻的权值粒子有效值Noff，粒子有效值Noff的权值ωoff，其中i＝1，2，……，N；S2.计算并归一化粒子的加权值，具体为过程：S21.结合导向滤波计算其他时刻粒子的权值，计算方式如下式所示，其中，表示第i个粒子在t时刻的权值，表示第i个粒子在t‑1时刻的权值，at和bt为自定义系数，且有其中，表示第i个粒子在t‑1时刻的加权值，x0：t‑1为0到t‑1时刻的状态值，是的方差，ε是修正因子；S22.根据步骤S21得到的粒子的权值计算粒子的加权值具体方法为：S23.对步骤S22计算得到的粒子的加权值进行归一化处理，具体方法为：S3.粒子重采样，具体过程为：S31.比较步骤S2中计算得到的粒子的加权值与步骤S1中粒子有效值Noff的权值ωoff，根据比较结果对粒子进行分组，并计数获得有效值个数Ne；其中，若将第i个粒子分入组A，组A粒子表示为其中表示第i个粒子t时刻的状态值；若将第i个粒子分入组B，组B粒子表示为S32.将S31得到的粒子滤波的有效值个数Ne与步骤S1中粒子有效值Noff进行比较，判断是否需要重采样；若Ne＜Noff，则对步骤S31中组B中的粒子按照步骤S33所示方法进行重采样处理；若Ne≥Noff，则直接转至步骤S4；S33.设定组B中的粒子数目为L，滤波器的阶数也为L，滤波器的系数为1/L，对组B中的粒子做线性滤波，使权值大的粒子减小，得到粒子集合然后返回步骤S31；S4.根据公式所示方法，输出t时刻所有粒子的估计状态返回步骤S2，进行下一时刻粒子加权值的计算。