[發明專利]當前統計模型的概率假設密度粒子濾波器的設計及濾波器

無效

• 申請號: 201110109956.1
• 申請日: 2011-04-29
• 公開（公告）號: CN102307041A
• 公開（公告）日: 2012-01-04
• 發明（設計）人: 鄭云美;史治國;金夢珺;洪少華;陳積明
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: H03H7/01
• 分類號: H03H7/01
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 林懷禹

1.一種基于當前統計模型的概率假設密度粒子濾波器的設計方法，其特征在于：

1)?在預測電路中，為了跟蹤機動多目標，采用當前統計模型對目標的后驗概率分布進行采樣得到粒子分布；

2)?對于每一個觀測值，所有粒子都需要參與一個觀測值處理電路；由于選取的觀測值過多會帶來時延從而影響實時性，所以綜合考慮性能和實時性，選擇使用m個觀測值參與更新電路的運算，其中機動多目標的最大數為n，雜波數目通過泊松過程產生，均值為p，以小概率事件計算，雜波的最大數目為m–n，所用到的觀測值處理電路小于等于m；

3)?考慮到系統重采樣算法必須在獲得所有粒子的權值及其權值之和才開始運行，不利于流水運行，從而影響實時性，因此考慮選擇固定的閾值，使用簡化重采樣算法，在獲得粒子及其權值時即刻開始運行重采樣操作，而無需等待所有粒子的生成，且易于并行實現；

4)?在狀態估計電路中，需要計算機動目標當前加速度均值，并將其返回到預測電路，用于下一時刻利用當前統計模型對目標的后驗概率分布進行采樣；?

5)?濾波器使用粒子來表征目標的后驗概率分布，由于粒子濾波器的性能和粒子的數目成正比，但是在硬件電路中，粒子數目過多會帶來延時從而影響實時性，所以綜合考慮性能和實時性，選擇使用1024個粒子用于存活粒子，另外1024個粒子用于新生粒子；

6)?在濾波器設計方法中，估計目標的狀態值需要用到聚類算法，這一步驟將使用軟件計算或者DSP處理，硬件電路不做具體處理。

2.根據權利要求1所述方法的一種基于當前統計模型的概率假設密度粒子濾波器，其特征在于：包括預測電路（2）、更新電路（3）、重采樣電路（4）和狀態估計電路（5）；觀測值（1）接更新電路（3）的第一輸入端，預測電路（2）的第一輸入端接狀態估計電路（5）的第一輸出端，預測電路（2）的輸出端接更新電路（3）的第二輸入端，更新電路（3）的輸出端接重采樣電路（4）的輸入端，重采樣電路（4）的第一輸出端接預測電路（2）的第二輸入端，重采樣電路（4）的第二輸出端接狀態估計電路（5）的輸入端。

3.根據權利要求2所述的一種基于當前統計模型的概率假設密度粒子濾波器，其特征在于：所述的預測電路（2），包括第一計數器（48），第二計數器（49），粒子序號存儲器（47），粒子狀態存儲器（21），采樣電路（22），狀態估計電路（5），選擇器（23），新生粒子生成器（24）；第一計數器（48）的輸出端接粒子序號存儲器（47）的第一輸入端，第二計數器（49）的輸出端接粒子序號存儲器（47）的第二輸入端，粒子序號存儲器（47）的第一輸出端接粒子狀態存儲器（21）的第一輸入端，粒子序號存儲器（47）的第二輸出端接粒子狀態存儲器（21）的第二輸入端，粒子狀態存儲器（21）的輸出端接采樣電路（22）的第一輸入端，狀態估計電路（5）的輸出端接采樣電路（22）的第二輸入端，采樣電路（22）的輸出端接選擇器（23）的第一輸入端，新生粒子生成器（24）接選擇器（23）的第二輸入端，新生粒子信號接選擇器（23）的第三輸入端，選擇器（23）的輸出端接粒子狀態存儲器（21）的第三輸入端。