一种新型的基于自适应遗传算法的粒子滤波算法 被引量：11

1

作者 汪荣贵 李孟敏 +1 位作者 吴昊 沈法琳 《中国科学技术大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2011年第2期134-141,共8页

针对粒子滤波算法的退化以及粒子多样性减弱问题,设计了一种新的基于自适应遗传算法的粒子滤波算法.该算法首先用粒子的重要性权重来度量其适应度值,依据粒子的适应度值自适应确定粒子进行遗传操作的概率;然后对选出的粒子实施交叉、变... 针对粒子滤波算法的退化以及粒子多样性减弱问题,设计了一种新的基于自适应遗传算法的粒子滤波算法.该算法首先用粒子的重要性权重来度量其适应度值,依据粒子的适应度值自适应确定粒子进行遗传操作的概率;然后对选出的粒子实施交叉、变异操作;最后重新评估粒子的适应度并进行状态估计.这种可自适应调节概率的遗传操作能对粒子进行移动,从而提升了粒子的多样性,并使得粒子都能分布在状态的后验概率密度分布的周围.实验结果表明,该算法可有效提高非线性系统状态的估计精度,尤其在系统状态发生突变时,可以得到较好的估计精度. 展开更多

关键词 粒子滤波 遗传算法 粒子退化 自适应 粒子多样性

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基于自适应遗传算法的粒子滤波器 被引量：5

2

作者 杜正聪 邓寻 《成都理工大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2017年第5期636-640,共5页

针对重采样导致的权值退化问题,应用遗传算法的进化思想来优化重采样算法,将粒子权值作为适应度值,合理设定阈值,利用最佳个体保存法保存高适应度粒子,利用自适应交叉、变异操作对低适应度粒子进行进化,将高适应度粒子与进化粒子组合成... 针对重采样导致的权值退化问题,应用遗传算法的进化思想来优化重采样算法,将粒子权值作为适应度值,合理设定阈值,利用最佳个体保存法保存高适应度粒子,利用自适应交叉、变异操作对低适应度粒子进行进化,将高适应度粒子与进化粒子组合成新的粒子集进行状态估计。仿真实验表明,该算法具有良好的实时性和估计精度,其状态估计精度比标准粒子滤波提高近24倍,比无迹卡尔曼粒子滤波提高近4倍,耗时约为无迹卡尔曼粒子滤波的1/10。 展开更多

关键词 粒子滤波 选择 交叉 自适应遗传算法

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基于主成分分析法的窗口自适应粒子滤波算法 被引量：5

3

作者 李权 赵勋杰 +2 位作者 彭青艳 邹薇 张雪松 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2014年第10期3474-3479,共6页

传统的窗口固定的粒子滤波跟踪算法在运动目标尺度发生明显变化时不能有效地跟踪目标。针对这一问题,提出了一种跟踪窗口尺寸和方向自适应变化的粒子滤波跟踪方法。该方法将主成分分析法引入到粒子滤波框架中,通过分析目标区域内像素值... 传统的窗口固定的粒子滤波跟踪算法在运动目标尺度发生明显变化时不能有效地跟踪目标。针对这一问题,提出了一种跟踪窗口尺寸和方向自适应变化的粒子滤波跟踪方法。该方法将主成分分析法引入到粒子滤波框架中,通过分析目标区域内像素值的协方差矩阵得到包含目标区域取向和尺寸信息的椭圆跟踪窗口。实验结果表明,该跟踪算法能自适应于目标区域形状的变化,在目标尺寸和方向发生变化时能很好地跟踪和确定目标区域。 展开更多

关键词 粒子滤波 主成分分析法 协方差矩阵 特征值 自适应窗口

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抗差自适应无味粒子滤波 被引量：1

4

作者 秦臻 高井祥 王坚 《大地测量与地球动力学》 CSCD 北大核心 2010年第5期144-148,159,共6页

针对系统观测值含有粗差或者存在状态异常的情况,基于无味粒子滤波算法(UPF)和抗差自适应滤波原理,提出了一种新的抗差自适应无味粒子滤波算法(AR-UPF)。该方法采用方差膨胀模型抑制观测粗差的影响;利用自适应UKF算法来实时调整状态参... 针对系统观测值含有粗差或者存在状态异常的情况,基于无味粒子滤波算法(UPF)和抗差自适应滤波原理,提出了一种新的抗差自适应无味粒子滤波算法(AR-UPF)。该方法采用方差膨胀模型抑制观测粗差的影响;利用自适应UKF算法来实时调整状态参数预报值的协方差,控制状态异常的影响。算例分析表明,新方法能够有效地控制观测粗差与状态异常,提高了滤波精度。 展开更多

关键词 无味粒子滤波 抗差自适应滤波 抗差自适应无味粒子滤波 方差膨胀 滤波精度

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基于遗传算法的智能粒子滤波重采样策略研究 被引量：19

5

作者 刘海涛 林艳明 +2 位作者 陈永华 周尔民 彭博 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第12期3459-3466,共8页

智能粒子滤波通过借鉴遗传算法思想能够减轻粒子退化现象。在基于遗传算法的智能粒子滤波基础上,该文提出对低权值粒子的改进的智能粒子滤波(IIPF)处理策略。在对粒子进行分离、交叉后,优化遗传算子,对低权值粒子进行自适应处理。低权... 智能粒子滤波通过借鉴遗传算法思想能够减轻粒子退化现象。在基于遗传算法的智能粒子滤波基础上,该文提出对低权值粒子的改进的智能粒子滤波(IIPF)处理策略。在对粒子进行分离、交叉后,优化遗传算子,对低权值粒子进行自适应处理。低权值粒子根据权值大小自行判断是否为底层粒子;底层粒子将直接进行变异,其余低权值粒子将根据变异概率随机变异。仿真结果表明,改进的智能粒子滤波(IIPF)性能优于智能粒子滤波、一般粒子滤波算法和拓展卡尔曼滤波。在1维仿真实验中,改进的智能粒子滤波误差较一般粒子滤波算法和智能粒子滤波分别降低了10.5%和8.5%,且具有更好的收敛性;在多维仿真实验中,改进的智能粒子滤波较智能粒子滤波在高度均方根误差和平均误差上分别降低了8.5%和7.5%,在速度均方根误差和平均误差上分别降低了11.5%和7.6%;在乘性噪声和非高斯随机噪声中,改进的智能粒子滤波依旧有10%以上的性能优势。 展开更多

关键词 粒子滤波 遗传算法 粒子退化 自适应

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保持粒子多样性的非退化粒子滤波方法研究 被引量：8

6

作者 吴昊 孙晓燕 +2 位作者 郭玉堂 刘路路 沈晶 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第7期1734-1741,共8页

针对现有粒子滤波算法中的粒子退化问题以及重采样所引起的粒子多样性减弱问题,将自适应遗传算法与粒子滤波结合设计一种新的非退化粒子滤波算法.该算法通过对粒子使用遗传算子操作以保证粒子的多样性和有效性,根据粒子在前一时刻计算... 针对现有粒子滤波算法中的粒子退化问题以及重采样所引起的粒子多样性减弱问题,将自适应遗传算法与粒子滤波结合设计一种新的非退化粒子滤波算法.该算法通过对粒子使用遗传算子操作以保证粒子的多样性和有效性,根据粒子在前一时刻计算出来的先验信息自适应地实时调节当前时刻的遗传操作概率,有效增加了粒子对系统状态变化的适应性.实验结果表明,该算法可有效提高非线性系统状态的估计精度,尤其在系统状态发生突变的时候,可以得到较好的估计精度. 展开更多

关键词 粒子滤波 遗传算法 粒子退化 自适应 粒子多样性

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基于改进粒子滤波的超宽带与惯性测量单元融合定位算法 被引量：8

7

作者 匡兵 陈凤冉 +2 位作者 田春月 孙毛毛 曾宪锋 《科学技术与工程》 北大核心 2020年第30期12460-12466,共7页

为了提高超宽带(UWB)与惯性测量单元(IMU)融合定位算法的定位精度,提出了一种基于改进自适应加权数据融合的粒子滤波定位算法。首先利用自适应最优加权融合算法中最小方差估计理论,对粒子滤波中粒子分布权重进行调整;利用阈值限制所求... 为了提高超宽带(UWB)与惯性测量单元(IMU)融合定位算法的定位精度,提出了一种基于改进自适应加权数据融合的粒子滤波定位算法。首先利用自适应最优加权融合算法中最小方差估计理论,对粒子滤波中粒子分布权重进行调整;利用阈值限制所求观测方差,避免了因实际环境导致观测方差发散;利用观测噪声协方差和测量值,在粒子滤波后RMSE限制区间求得各传感器最优加权因子,避免因传感器信号弱或丢失产生的算法发散问题。最后,进行了UWB与IMU融合定位的对比实验。实验结果表明:该算法在满足实时性跟踪的要求下,能有效提高车辆导航定位精度,通过与扩展卡尔曼融合算法相比,其定位精度提高了15%以上。 展开更多

关键词 数据融合 粒子滤波 观测方差 自适应加权

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自适应卡尔曼滤波与PSO-GA-BP算法的机器人误差补偿 被引量：6

8

作者 李光保 高栋 +2 位作者 路勇 平昊 周愿愿 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第20期2456-2465,共10页

采用七轴机器人设备夹持激光器的方式对某型号发射筒进行切割开孔加工。在加工过程中,因轨迹精度和绝对定位精度较低,容易对型号产品发射筒产生损伤和误差切割等问题,运用D-H算法建立七轴机器人理想模型,运用正逆运动学数值算法对理想... 采用七轴机器人设备夹持激光器的方式对某型号发射筒进行切割开孔加工。在加工过程中,因轨迹精度和绝对定位精度较低,容易对型号产品发射筒产生损伤和误差切割等问题,运用D-H算法建立七轴机器人理想模型,运用正逆运动学数值算法对理想模型进行验证,运用理想模型的理论位姿参数和激光跟踪仪的测量位姿参数基于Sage-Husa自适应卡尔曼滤波求解七轴机器人真实位姿坐标信息,得到理想位姿参数和真实位姿坐标信息的关节误差,然后结合粒子群优化-遗传算法-BP神经网络联合算法对七轴机器人建立误差预测模型,采用七轴机器人理论位姿参数作为输入样本,真实位姿与理论位姿的各关节角度差作为输出样本,通过库卡机器人Workvisual 5.0软件按照模型输出值对七轴机器人的各关节角度值进行补偿。经过仿真实验和加工,各关节误差补偿后的七轴机器人轨迹误差和绝对定位误差减小72%,满足工艺要求。 展开更多

关键词 激光切割 七轴机器人 误差补偿 粒子群优化-遗传算法-BP Sage-Husa自适应卡尔曼滤波

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涡扇发动机故障诊断中粒子滤波改进方法 被引量：2

9

作者 卢俊杰 黄金泉 鲁峰 《航空发动机》 北大核心 2020年第2期41-46,共6页

针对标准粒子滤波算法诊断步数多且诊断结果噪声水平高的问题,提出伪协方差和自适应似然分布结合的改进粒子滤波算法。该算法通过使用伪协方差代替了粒子集协方差,保证采样得到的粒子能够更真实地反映突变情况,减少诊断步数;通过对似然... 针对标准粒子滤波算法诊断步数多且诊断结果噪声水平高的问题,提出伪协方差和自适应似然分布结合的改进粒子滤波算法。该算法通过使用伪协方差代替了粒子集协方差,保证采样得到的粒子能够更真实地反映突变情况,减少诊断步数;通过对似然分布自适应调整,增加其与先验分布的重叠区域,提高抽样率,增加有效粒子数,降低诊断结果噪声水平。发动机健康参数估计仿真结果表明:与标准粒子滤波算法相比,改进的粒子滤波算法能使诊断速度提高约27%,诊断精度提高约38%,有效地减少了突变故障的诊断步数,并显著降低了诊断结果的噪声水平。 展开更多

关键词 故障诊断 粒子滤波 伪协方差 自适应似然分布 涡扇发动机

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改进的粒子滤波算法及其在车牌跟踪中的应用 被引量：1

10

作者 肖宇麒 潘迪夫 韩锟 《铁道科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第7期1393-1400,共8页

针对粒子滤波算法精度、效率不高及样本贫化等问题,提出通过量子粒子群算法和自适应遗传算法改进的粒子滤波算法。在粒子滤波重采样之后,考虑采用量子粒子群算法的位置更新方程对粒子分布进行改善;再按适应度大小对样本排序,滤除适应度... 针对粒子滤波算法精度、效率不高及样本贫化等问题,提出通过量子粒子群算法和自适应遗传算法改进的粒子滤波算法。在粒子滤波重采样之后,考虑采用量子粒子群算法的位置更新方程对粒子分布进行改善;再按适应度大小对样本排序,滤除适应度值低于平均水平的粒子,选取相应数量较优粒子替换被滤除粒子。为保证样本多样性和有效粒子数量,引入自适应遗传算法对粒子进行交叉、变异操作。选择非线性目标跟踪模型和分时恒定值模型对本文改进算法进行仿真,仿真结果表明本文算法精度、数值稳定性均高于同类算法;最后将本文算法运用于汽车视频跟踪实验中,实验结果表明本文算法对目标跟踪中物体快速运动、光线和背景剧烈变化的情况都有准确的跟踪效果。 展开更多

关键词 粒子滤波 车牌跟踪 量子粒子群算法 自适应遗传算法

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WSNs的改进PF算法对移动机器人的定位跟踪 被引量：1

11

作者 徐驰 付丽霞 +2 位作者 毛剑琳 张勇 杨晓东 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2014年第5期48-51,共4页

针对粒子滤波(PF)算法由于粒子的数量和质量的影响、重要性密度函数不能直接求得、重采样过程中噪声无法优化而使粒子退化严重以致跟踪精度不高的问题,提出了遗传方差自适应(GVA)PF(GVAPF)算法。首先利用遗传算法从大量粒子中挑选初始粒... 针对粒子滤波(PF)算法由于粒子的数量和质量的影响、重要性密度函数不能直接求得、重采样过程中噪声无法优化而使粒子退化严重以致跟踪精度不高的问题,提出了遗传方差自适应(GVA)PF(GVAPF)算法。首先利用遗传算法从大量粒子中挑选初始粒子,改善初始粒子的质量。然后对重采样过程的噪声采用方差自适应进行实时修改,使得重要性密度函数更加逼近状态的真实分布。仿真结果表明:改进的算法明显优于标准PF算法。 展开更多

关键词 遗传方差自适应粒子滤波 机动目标跟踪 重要性密度函数 重采样

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一种非线性非高斯随机系统的故障诊断方法 被引量：3

12

作者 张柏 陈敏泽 周东华 《控制工程》 CSCD 2005年第S2期167-170,共4页

针对非线性非高斯随机系统在线故障诊断的问题,运用粒子滤波器提出了一种基于方差自适应粒子滤波器的非线性非高斯随机系统的故障诊断方法,可以用来解决系统的参数偏差型故障诊断问题。通过对连续搅拌釜式反应器(CSTR)的仿真研究,可以看... 针对非线性非高斯随机系统在线故障诊断的问题,运用粒子滤波器提出了一种基于方差自适应粒子滤波器的非线性非高斯随机系统的故障诊断方法,可以用来解决系统的参数偏差型故障诊断问题。通过对连续搅拌釜式反应器(CSTR)的仿真研究,可以看出,该算法实现简单,易于对系统进行在线估计,对于发生缓变和突变的参数偏差型故障的检测与估计均较为有效。 展开更多

关键词 故障诊断 粒子滤波器 序列蒙特卡罗方法 方差自适应 非线性非高斯系统

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