粒子滤波算法

粒子滤波算法逐渐成为科学领域的研究热点.文章首先阐述了粒子滤波算法的提出背景,根据m阶马尔科夫假设,分析算法基本原理并推导后验概率密度及权值更新公式.分析了基本粒子滤波算法中存在的问题以及解决方法.针对粒子滤波算法重要性采样密度的选择问题,综述了重要性采样密度选择方法.对重采样技术及样本匮乏问题进行了深入的分析,讨论了算法收敛性分析的最新进展.对自适应粒子滤波算法以及粒子滤波算法在各主要应用领域的进展进行了论述.最后对粒子滤波算法的研究前景提出了展望.     

自适应粒子滤波在人体跟踪过程中的应用

人体运动跟踪技术近年来在图像处理与计算机视觉领域引起很多关注,在当前一些重要研究和应用领域有着广泛的需求。在以往跟踪方法的基础上提出了基于决策规则的自适应粒子滤波的无标记运动目标跟踪方法。利用一个带外观模板的人体关节模型,通过学习得到运动模型及基于关节模型的相似性计算,巧妙地利用自适应粒子滤波对运动目标进行实时跟踪,使得在粒子滤波过程中,可以根据实际滤波情况在线调节粒子数。实验表明,提出的算法鲁棒性好,跟踪速度比基于传统粒子滤波的快。     

基于粒子滤波的移动机器人定位关键技术研究综述*

针对粒子滤波固有的问题,结合在移动机器人蒙特卡罗定位中的最新应用成果,分别从建议分布的选择、重采样策略的改进、有效推理的执行、自适应机制的引入、与其他方法的集成等几个方面对其当前研究的关键技术进行了归纳总结,并对该研究领域需要解决的研究难点进行了分析,展望了进一步研究的方向.     

一种改进的自适应优化粒子滤波算法研究

粒子滤波算法在非线性滤波领域受到广泛关注,但是该算法存在样本退化问题.为了改进粒子滤波算法的性能,这里结合自适应优化机制对粒子滤波算法的建议分布选择机制及重采样技术进行改进.对于粒子滤波的建议分布选择,提出一种基于自适应退火参数优化的混合建议分布方法.通过混合建议分布不足的分析,利用退火参数来优化控制状态转移先验分布函数和观测似然函数之间的比例,同时,基于自适应参数优化机制来动态调整退火参数的值.对于粒子滤波的重采样,提出了基于部分分层重采样优化算法的自适应重采样技术.通过有效样本大小的评估来执行自适应重采样策略,此外,基于部分分层重采样算法,利用权重优化的思想对其重采样前后权重计算的方法进行优化.通过相关算法的性能比较,所提改进粒子滤波算法的有效性得以验证.     

一种基于优化的自适应遗传算法的粒子滤波算法

针对粒子滤波的粒子退化现象及多样性损失问题,提出了一种新的基于优化的自适应遗传算法的粒子滤波算法。该算法首先依据每个采样时刻生成的粒子集合重要性权值作为适应度值,自适应的确定交叉、遗传的概率;然后对选出的粒子进行遗传操作,重新度量其粒子的权值并进行状态估计。该方法不仅保留了粒子的多样性,而且相对于普通的基于自适应遗传算法的粒子滤波算法,降低了高权值粒子交叉和变异的可能,使粒子的采样更接近于状态后验概率密度分布。实验结果表明,该算法有效提高了滤波精度。     

粒子滤波目标跟踪算法综述

随着人工智能科学的发展,目标跟踪成为中外学者研究的热点,近年来很多目标跟踪算法相继被提出,其中,经典的卡尔曼滤波算法常被用于目标跟踪领域。然而,在实际情况中,目标跟踪过程常涉及到非线性非高斯问题,由于粒子滤波算法在非线性非高斯系统中有较好的性能,因此将其引入目标跟踪研究领域。针对粒子滤波算法存在的跟踪精度差、实时性不高等问题,近年来国内外学者提出很多改进方法。从特征融合、算法融合和自适应粒子滤波三个方面介绍了相关改进方法的基本思想,展望了粒子滤波算法在目标跟踪领域的发展方向。     

一种改进粒子滤波算法及其在多径估计中的应用

针对传统粒子滤波存在的粒子枯竭问题,提出一种基于自适应差分进化的粒子滤波算法。利用自适应差分进化算法代替粒子滤波中的重采样策略来产生新粒子,使粒子向状态后验概率密度函数的高似然区移动,同时提高粒子的多样性。通过一种非线性自适应调节策略自适应地调整变异因子和交叉因子,以提高改进粒子滤波中差分进化的寻优能力。应用于多径估计的仿真结果表明,该算法可克服粒子枯竭问题,与粒子滤波、扩展卡尔曼滤波和差分进化的粒子滤波算法相比,具有更好的多径估计性能。     

粒子滤波算法在数据同化中的应用研究进展

数据同化能将观测数据和模型模拟有机结合,优势互补,成为全球环境变化研究的重要方法之一。在数据同化算法的发展过程中,粒子滤波算法不受模型线性和误差高斯分布假设的约束,成为当前数据同化算法研究的重点。通过对粒子滤波算法在数据同化中应用研究进展的相关文献进行收集、整理和归纳,总结了粒子滤波算法的优势及在数据同化中的应用,并分析了粒子滤波算法应用于数据同化时所存在的主要问题和相应的解决方法,最后展望了未来的研究重点及发展趋势,为深入开展粒子滤波算法研究、使之更好地应用于数据同化领域提供理论依据。     

基于自适应粒子滤波器的物体跟踪

利用分类概念及粒子滤波理论,提出了一种基于自适应粒子滤波器的物体跟踪算法。将Boosting算法引入粒子滤波器,构建了自适应粒子滤波器,该方法首先利用背景信息和目标信息建立特征分类器,将分类器的输出结果作为粒子滤波系统观测的重要信息,进行粒子权值的计算,并在跟踪过程中不断更新特征分类器,从而自适应地更新粒子的权值。实验结果表明,该算法可以根据背景信息的不同自适应地选择特征,对于存在遮挡、形变及背景干扰等情况,依然可以很好地对目标进行稳定跟踪。     

二进制无线传感器网络中的分布式自适应粒子滤波目标跟踪算法

为了提高无线传感器网络目标跟踪的实时性,减少通信量,提出了一种二进制无线传感器网络的分布式自适应粒子滤波算法,该算法在簇头更换时,簇头之间只需要传送滤波值和误差方差,而无需传递大量粒子,同时该算法根据滤波方差在线调整粒子数,从而降低了算法的计算量。从算法耗时、均方根误差(跟踪精度)以及通信量等方面进行了仿真研究。仿真结果表明,分布式自适应粒子滤波算法的耗时、通信量要明显少于集中式粒子滤波和分布式粒子滤波;同时其均方根误差的变化幅度受粒子数的影响非常小,具有更好的跟踪性能。     

Recent progress in object recognition from range data

Within the last half decade active devices have been able to provide three-dimensional data directly to vision systems. This paper examines some of the progress that has been made with this data in the field of 3D computer vision. Aspects of this field from acquisition to recognition are discussed and some major research results are reviewed.     

遗传算法在控制工程中的自调整技术研究

文章总结了遗传算法在控制工程中自调整技术的最新进展,并用测试实例说明了具有良好自调整技术遗传算法的优越性,希望能为从事遗传算法应用研究的自动控制或电力工作者开拓一些新思路,为设计和开发遗传算法在控制领域的应用提供指导性的参考。     

多自主体量化趋同与有限数据率趋同综述

对近年来系统控制学科的一个前沿热点领域——多自主体系统的量化趋同和有限数据率趋同问题进行了回顾和总结. 介绍了该领域产生和发展的背景及意义; 分门别类地回顾了该领域一些代表性成果和研究方法; 并结合多自主体系统和网络化控制的大背景,对该领域未来可能的研究方向进行了展望.     

On the effects of interaction of a spinor field with a vortex gravitational field

We consider the problem of interaction of a self-gravitating spinor field and a vortex gravitational field in a stationary space-time with cylindrical symmetry with a possible existence of a vortex gravitational field. For this purpose, we solve the set of the Einstein-Dirac equations in such space-time. We find exact solutions to these equations, and some of them describe a wormhole geometry.     

某型航空发动机温度场数据采集与处理系统

文章讨论了某型航空发动机温度场数据采集与处理系统的组成。采用系统标定方式和数字滤波技术大大提高了温度场测量的精度和稳定性；采用科学计算可视化技术绘制温度分布图，克服了传统等温线表示不直观、绘制费时费力的缺点。与传统的测试和处理方法相比，该系统具有测试精度高、处理结果直观明了的优点。     

Some problems of field research

For the results of ergonomic research to be of value it must be validated on the shop floor and this involves field experiments. The aim of this article is to formulate some generally applicable ideas on the problems and strategies involved in field research. The points to be made derive from experience of research in the field extending over some 20 years. It is hoped that a realistic assessment of the problems will help contribute to their solution.     

The Effect of Inhomogeneous Background Magnetic Field on the Electromagnetic Response to High-Frequency Gravitational Waves

Transverse perturbative photon fluxes (PPFs) generated by an electromagnetic (EM) response system for high-frequency gravitational waves (HFGWs) detection, is a special physical effect related to some properties of HFGWs. Meanwhile, it is also influenced by the background static magnetic field. In this paper, based on the relationship between PPFs and the distribution of a Gaussian Beam with a homogeneous background static magnetic field, we study the distribution of PPFs and the width of positive signal photon fluxes with an inhomogeneous background static magnetic field. Under this condition, the strength of PPFs is enhanced significantly. Furthermore, by adjusting some parameters and an embedded non-coaxial coil in the background magnetic coil, the width of positive-signal photon fluxes would be enlarged greatly.     

检测技术的若干新方法

本文对检测技术的若干新发展进行了叙述，并着重介绍了工业领域的视觉检测，裂缝检测，其他无损检测和医药卫生领域的基因检测，小循环导电检测，流式细胞若干新型的检测方法。     

Standards for ergonomics principles relating to the design of work systems and to mental workload

Starting with some recent developments in standardization in the field of ergonomics principles relating to the design of work systems, an overview is given on standards and ongoing activities in this field, pointing to problems and perspectives, especially in the context of the activities of the different standardization committees. Existing international standards relating to mental workload are described, together with possible future developments in this area.     

一种有效的特征词获取方法

目前很多知识库中的领域特征主要依靠专家手工来获得,不但费时费力,而且知识库的质量受专家知识与经验的限制。虽然也存在一些领域特征的自动获取方法,但它们提取的特征集大多存在冗余。因此,较具代表性的领域特征集的有效自动获取成为一个亟待解决的问题。首先分析了一些领域词语自动获取方法的不足,对它们加以改进,然后利用改进方法实现在大规模分类语料中自动获取领域词语的目的,最后利用粗集理论对所得领域词语集进行属性约简,从而得到冗余度低、代表性好的领域特征集。实验验证了所提方法的有效性和实用性。