一种基于人工萤火虫群优化的改进粒子滤波算法-论文.pdf

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1、第3l卷第10期计算机应用研究Vo1．31No．102014年10月ApplicationResearchofComputers0ct．2014一种基于人工萤火虫群优化的改进粒子滤波算法米朱文超，许德章(安徽工程大学机械与汽车工程学院，安徽芜湖241000)摘要：针对传统粒子滤波算法中存在的粒子多样性丧失问题，提出一种基于人工萤火虫群优化的改进粒子滤波算法。该算法利用人工萤火虫群算法优化粒子滤波的重采样过程，按照权值的蜕化程度对样本集进行分层，通过转移概率将权值蜕化子集——映射到高似然区域。根据优化阈值条件，将低权值粒子集分为抛弃组和优化组，通过选取优化组粒子和高权值粒子适当地线性组合产生新粒

2、子集。仿真结果表明，当感知系数为零时，优化算法将蜕化为基本粒子滤波算法；在适3_选择感知系数的情况下，优化算法的滤波精度较高，跟踪突变状态的性能较优，在保证粒子群贴近真实后验分布的同时，增强了粒子的多样性。关键词：粒子滤波；人工萤火虫群算法；转移概率；优化阈值条件；感知系数中图分类号：TP301．6文献标志码：A文章编号：1001—3695(2014)10—2920．05doi：10．3969／i．issn．1001—3695．2014．10．008Improvedparticlefilteralgorithmbasedonartificialglowwormswarmoptimization

3、ZHUWen—chao，XUDe—zhang(SchoolofMechanical＆AutomotiveEngineering，AnhuiPolytechnicUniversity，WuhuAnhui241000，China)Abstract：Inordertosolvethelossofparticlediversityexistedinnormalparticlefilter(PF)，thispaperpresentedanimprovedparticlefilteralgorithmbasedonimprovedartificialglowwormswarlnoptimization(G

4、SO)．Theimprovedalgorithmoptimizedthere—samplingprocessofparticlefilteralgorithmbyGSO．Accordingtodegeneratelevel，itdividedthesamplesetsintotwoparts．Weightsdegeneratesubsethadbeenmappedintohighlikelihoodregionbytransitionprobability．Basedonoptimalthresholdcon—dition，lowweightsubsetcouldbedividedintoth

5、egroupofabandonparticlesandthegroupofoptimizedparticles．Finally，thealgorithmgeneratednewparticlesbycombiningtheparticlesofoptimizedgroupandhighweightparticles．Experimentalresultsshowthatwhenthetasteparameteriszero，thealgorithmisequaltoPF；whenthetasteparameterisproperlyset，thealgorithmcanachievebette

6、rfilteringandtrackingperformance．Theimprovedalgorithmcankeepthediversityofparticlesandenhancetheperformanceoffilter．Keywords：particlefilter；artificialglowwormswarmalgorithm；transitionprobability；optimalthresholdcondition；tasteparame—ter三种权值的粒子，在进行重采样时，低权值粒子被直接舍弃，中0引言权值粒子权值不变，高权值粒子被多次复制。虽然局部重采样粒子滤波(P

7、F)是一种基于贝叶斯估计的蒙特卡洛仿真方只对部分粒子进行运算，提高了运算速度，但其只保留了高、中权值粒子信息，舍弃了低权值粒子信息，所以仍存在粒子贫化法，可以有效地处理非线性、非高斯滤波问题，广泛地应用在机问题，不能保证粒子的多样性。文献[4]还将遗传机制置于粒动目标跟踪、信号传输与压缩、金融领域数据分析、图像处理等领域⋯。其主要思想是用一个已知的、容易采样的参考分布子重采样，研究了一种遗传粒子重