从概念上讲,一个粒子滤波算法包含一个被监视系统的状态的概率分布。在本项目中,状态就是指被追踪物体的位置、大小等等。在许多情况下,非线性和非高斯型在物体的运动和相似性建模上会得到一个难以处理的滤波分布。粒子滤波采用将这个分布重新表示为一组加权值,或称为粒子的方法克服了这个困难。每个粒子表示一个可能的系统状态实例。换句话说,每个粒子描述了被追踪物体可能处于的一个方位。一个粒子集包含了被追踪物体最有可能            
                
                    
                        
                                                            
                                                                        
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            粒子滤波器(参见维基百科的解释) 粒子滤波器是一种使用蒙特卡洛方法的递归滤波器,透过一组具有权重的随机样本(称为粒子)来表示随机事件的后验概率。 粒子滤波器能从一系列含有噪声或者不完整的观测值中,估计出动态系统的内部状态。在动态系统的分析中,需要两个模型,一个用来描述状态随时间的变化(系统模型),另一个用来描述每个状态下观察到的噪声(观测模型) 递归滤波器包括: 1预测:利用系统模型,由前一个状态            
                
                    
                        
                                                            
                                                                        
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            本文是《Improved Techniques for Grid Mapping_with Rao-Blackwellized Particle Filters》的大致翻译,难免有不通顺与错误的地方,如有错误请指出,谢谢!   设想一个机器人在一个未知环境中移动,其目的是获得当前环境的地图。地图可以用一个储存每个网格单元颜色的矩阵表示,单元格的颜色只能为黑色或白色。由于传感器与电机都存在            
                
                    
                        
                                                            
                                                                        
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            今天还有时间,再说说粒子滤波。 
 粒子滤波这个东西听起来挺玄乎的,从百度百科上看又是什么基于蒙特卡洛方法,又是粒子集表示概率,我原以为是不是和高斯混合模型有什么联系,直到看到了yangyangcv大神写的一篇关于粒子滤波进行物体跟踪的讲解才大概了解这东西是怎么一回事。 
 以下就以RobHess的粒子滤波为例,讲讲粒子滤波进行目标跟踪的方法和流程。            
                
                    
                        
                                                            
                                                                        
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            基于粒子滤波的目标追踪    
      particle filter 
         
      object tracking 
        读"K. Nummiaro, E. Koller-Meier, L. Van Gool. An adaptive color-based particle filter[J], Image and Vision Computing, 200            
                
                    
                        
                                                            
                                                                        
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               如下这篇文章通俗的解释了粒子滤波,觉得不错转载于此,作为备忘吧!一直都觉得粒子滤波是个挺牛的东西,每次试图看文献都被复杂的数学符号搞得看不下去。一个偶然的机会发现了Rob Hess(http://web.engr.oregonstate.edu/~hess/)实现的这个粒子滤波。从代码入手,一下子就明白了粒子滤波的原理。根据维基百科上对粒子滤波的介绍(http://en.            
                
         
            
            
            
            测试过Rob Hess写的粒子滤波跟踪算法,效果不如opencv带的KCF跟踪算法。粒子滤波其实有很多变种,Rob Hess实现的这种应该是最基本的一种,Sampling Importance Resampling (SIR),根据重要性重采样.基本原理: 例如Rob Hess的粒子滤波1)初始化阶段-提取跟踪目标特征a.手动框选目标;b.计算该区域色调(Hue)空间的直方图,即为目标的特征。直方            
                
                    
                        
                                                            
                                                                        
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            粒子滤波实现物体跟踪的算法原理:  
   1)初始化阶段-提取跟踪目标特征该阶段要人工指定跟踪目标,程序计算跟踪目标的特征,比如可以采用目标的颜色特征。具体到Rob Hess的代码,开始时需要人工用鼠标拖动出一个跟踪区域,然后程序自动计算该区域色调(Hue)空间的直方图,即为目标的特征。直方图可以用一个向量来表示,所以目标特征就是一个N*1的向量V。2)搜索阶段-放狗好,我们已经掌握            
                
                    
                        
                                                            
                                                                        
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            目标跟踪学习笔记_2(particle filter初探1)目标跟踪学习笔记_3(particle filter初探2            
                
                    
                        
                                                            
                                                                        
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                    粒子滤波(PF: Particle Filter)就是指:通过寻找一组在状态空间中传播的随机样本来近似的表示概率密度函数,用样本均值代替积分运算,进而获得系统状态的最小方差估计的过程,这些样本被形象的称为“粒子”,故而叫粒子滤波。基于蒙特卡洛方法(Monte Carlo methods),它是利用粒子集来表示概率,可以用在任何形式的状态空间模            
                
                    
                        
                                                            
                                                                        
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            这次我直接截图我的硕士毕业论文的第二章的一部分,应该讲得比较详细了。最后给出我当时在pudn找到的最适合学习的实现代码代码实现:运行方式:按P停止,在前景窗口鼠标点击目标,会自动生成外接矩形,再次按P,对该选定目标进行跟踪。// TwoLevel.cpp : 定义控制台应用程序的入口点。
//
/**************************************************            
                
         
            
            
            
            2.1.1 概述l  是递归贝叶斯滤波的一种实现l  以高计算量为代价换取能表示任何一种分布形式l  用随机样本表示,用一组加权样本表示后验l  在局部化的背景下,粒子根据运动模型进行传播,然后根据观察结果的可能性对它们进行加权,在重新采样的步骤中,新粒子的绘制概率与观察到的可能性成正比l  从存储成本和对不断变化的信号特性的快速适应的角度来看,可            
                
         
            
            
            
            ✅作者简介:热爱科研的Matlab仿真开发者,修心和技术同步精进,matlab项目合作可私信。?个人主页:Matlab科研工作室?个人信条:格物致知。更多Matlab仿真内容点击?智能优化算法       神经网络预测       雷达通信       无线传感器       &            
                
                    
                        
                                                            
                                                                        
                                                                                        原创
                                                                                    
                            2023-06-08 20:45:43
                            
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            粒子滤波实现刀具寿命预测(附python代码)(代码更新,增加重采样函数)背景介绍刀具失效是加工过程中的主要问题,通过多特征融合方法实现刀具磨损量预测后建立了刀具的健康指标。接下来就是利用得到的健康指标对刀具的剩余寿命进行预测。粒子滤波则是一种常用的方法。 关于粒子滤波的理论知识参见粒子滤波理论。 本文主要讲解通过python简单实现基于粒子滤波的刀具寿命预测思路以及简要的代码。粒子滤波的主要流程            
                
                    
                        
                                                            
                                                                        
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                            2023-10-11 22:30:53
                            
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            我们用简单且直白的话来讨论首先,我们来说说为什么需要采用概率论的方法来进行定位?高票答案已经把状态方程和观测方程的公式给出来了,而且关于公式的内容解释也非常的完善了。我这里主要讲给刚入门的同学们听。相信学过现代控制原理的同学都明白,状态方程是根据上一时刻的状态对这一时刻的估计,好,问题来了,为什么要估计,因为我们采得到的图像有噪声(或者直接说有误差,简单的大白话的感觉就是,你遍历的图像数据,第一,            
                
                    
                        
                                                            
                                                                        
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            # -*- coding: utf-8 -*-
from math import *
import random
# 机器人四个参照物
landmarks = [[20.0, 20.0], [80.0, 80.0], [20.0, 80.0], [80.0, 20.0]]
# 地图大小
world_size = 100.0
class robot:
    def __init__(self            
                
                    
                        
                                                            
                                                                        
                                                                                        转载
                                                                                    
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            ✅作者简介:热爱科研的Matlab仿真开发者,修心和技术同步精进,matlab项目合作可私信。 ?个人主页:Matlab科研工作室?个人信条:格物致知。更多Matlab仿真内容点击?智能优化算法  神经网络预测 雷达通信  无线传感器信号处理 图像处理 路径规划 元胞自动机 无人机  电力系统⛄ 内容            
                
                    
                        
                                                            
                                                                        
                                                                                        原创
                                                                                    
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            文档下载链接: 粒子滤波算法是一种非线性的滤波方法。其大致思路如下(这里以图像目标(人)跟踪为例): 1、 首先在整个图像中随机初始化一些粒子点,并对每个粒子点分配权值 2、 在视频中框出待跟踪目标 3、 更新权值,增加靠近框出的目标粒子权值 4、 根据状态转移矩阵和测量数据,对粒子权重,对粒子进行重采样粒子滤波示过程示意图 初始化图像粒子点和权重 框出待跟踪目标 更新权重,其中权重较小的直接舍弃            
                
                    
                        
                                                            
                                                                        
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            重采样主要是为了解决经典蒙特卡洛方法中出现的粒子匮乏现象。其主要思想是对粒子和其相应的权值表示的概率密度函数重新进行采样。通过增加权值较大粒子和减少权值较小粒子来实现。重采样虽然可以改善粒子匮乏现象,但也降低了粒子的多样性。两种较为常用的重采样算法:轮盘赌、低方差采样。一、轮盘赌(独立随机采样)每个粒子对应的权重大小就是图中各奖项对应的面积大小。每次采样就是转动一次转盘。               
                
                    
                        
                                                            
                                                                        
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            粒子滤波是一种用于估计动态系统状态的有效方法,广泛应用于机器人、计算机视觉、金融等领域。我们将通过Python实现粒子滤波的方法详细记录下来,内容涵盖环境准备、集成步骤、配置详解、实战应用、性能优化以及生态扩展。
## 环境准备
为了顺利实现粒子滤波,我们需要首先准备好相应的环境。以下是支持的技术栈,确保兼容性:
- **Python**(版本3.6及以上)
- **NumPy**(用于高效