کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
6951644 1451699 2018 36 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
Adaptive genetic particle filter and its application to attitude estimation system
ترجمه فارسی عنوان
فیلتر ذرات انعطاف پذیر و کاربرد آن در سیستم برآورد نگرش
کلمات کلیدی
ترجمه چکیده
فیلتر ذرات یک کلاس متداول روش مونت کارلو است که می توان آن را به هر سیستم غیر تصادفی غیر خطی و غیر غسان اعمال کرد که می تواند با مدل فضای حالت نمایش داده شود. با این حال، روش مجدد نمونه برداری در فیلتر ذرات ممکن است دچار فقر ذرت شود. برای مقابله با این مشکل، یک فیلتر ذرات ژنتیکی سازگار در این مقاله ارائه شده است. این یک فیلتر کالمن را برای یک تخمین حالت کم و یک فیلتر کلامی کالمن برای یک سیستم با ابعاد بزرگ برای تولید توزیع پیشنهاد اهمیت برای به دست آوردن کامل از آخرین اندازه گیری ها در یک چارچوب فیلتر ذرات استفاده می کند. استراتژی های متقاطع و بهبود یافته جهش با هم برای افزایش تنوع ذرات استفاده می شوند، جایی که از دست دادن تنوع ذرات یک تظاهرات خاص از فقر آهن است. برای بهینه سازی انتخاب پارامترها، الگوریتم ژنتیک را به یک راه حل بهینه جهانی همسان می کند و کارایی کار را بهبود می بخشد، یک استراتژی انطباقی طراحی شده است تا احتمال جهش الگوریتم خود را تعیین کند. دو آزمایش، یک مدل رشد یک جانبه است و یکی از آزمایشات مصنوعی است که هر دو برتری و کارایی الگوریتم پیشنهاد شده را نشان می دهد. در نهایت، فیلتر ذرات ژنتیکی سازگار به سیستم برآورد نگرش اعمال می شود و نتایج نشان می دهد که الگوریتم جدید دارای دقت بالایی و سرعت همگرایی سریعتر در مقایسه با فیلتر کلامان تمدید شده و برآورد کننده کواترنن بدون تحرک است.
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه مهندسی کامپیوتر پردازش سیگنال
چکیده انگلیسی
The particle filter is a class of sequential Monte Carlo method, which can be applied to any nonlinear and non-Gaussian random system that can be represented by the state space model. However, the resampling procedure in the particle filter may introduce particle impoverishment. To mitigate this problem, an adaptive genetic particle filter is developed in this paper. It employs an unscented Kalman filter for a low-dimensional state estimation and a cubature Kalman filter for a high-dimensional system to generate the importance proposal distribution to take full advantage of the latest measurements within a particle filter framework. The crossover and improved mutation strategies are used together to increase the particle diversity, where the loss of particle diversity is a specific manifestation of particle impoverishment. To optimize the selection of parameters, make the genetic algorithm converge to the global optimal solution and improve the work efficiency, an adaptive strategy is designed so that the mutation probability of the algorithm is self-determined. Two experiments, one is the univariate growth model, and one is the synthetic experiment, both show the superiority and effectiveness of the proposed algorithm. Finally, the adaptive genetic particle filter is applied to the attitude estimation system, and the results show that the novel algorithm possesses higher accuracy and faster convergence rate compared with the multiplicative extended Kalman filter and the unscented quaternion estimator.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: Digital Signal Processing - Volume 81, October 2018, Pages 163-172
نویسندگان
, ,