粒子濾波的退化問題

2022-09-07 05:09:11 字數 596 閱讀 3397

1、退化現象,隨著濾波迭代次數的增加,大部分粒子的權重會變得很小,只有很少的粒子具有較大的權重。

2、退化現象會造成:1)後驗概率只由少數幾個權重較大的粒子表示,大多粒子對後驗概率密度貢獻接近於0

2)造成計算資源的浪費,使大量的計算浪費在對狀態估計貢獻甚微的粒子點上。

3、減少退化現象:1)增加粒子數,同時也增加了計算量

2)加入重取樣環節

3)選擇好的重要性取樣函式

重要性取樣的思想:對每個粒子產生不同數量的後代,其後代的數量與粒子的權重成比例,這樣,權重較大的粒子被選取的機會將大些,因此被加強,而那些小權重的粒子則被重取樣環節削弱或篩除,這很大程度上減少了粒子退化的現象。

雖然重取樣能在很大程度上減輕退化現象,但同時會帶來另一負面影響:樣本貧化,即重取樣後,粒子不再獨立,具有較大權重的粒子被多次取樣,而那些小權重的粒子則被削弱或篩除,因此損失了粒子多樣性。

重要性取樣函式的選擇:

1)取樣函式分布應該足夠寬,以保證其覆蓋主要的後驗概率區域

2)易於實現取樣

3)應充分利用動態系統的先驗知識以及最新的觀測量

4)應盡量使粒子權重的方差達到最小

5)應盡量接近於真實的後驗概率分布

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