[发明专利]一种基于直方图估计粒子滤波算法的非线性动态系统信号处理方法

权利要求书

1.一种基于直方图估计粒子滤波算法的非线性动态系统信号处理方法，设非线性动态系统的状态空间模型为：

x_k＝f(x_k-1)+v_k-1

z_k＝h(x_k)+n_k

其中，x_k和z_k分别表示系统在k时刻的状态和观测值，f(x_k-1)和h(x_k)分别表示系统的状态转移方程和观测方程，x_k-1表示系统在k时刻的状态，v_k-1和n_k分别表示系统噪声和观测噪声；

所述非线性动态系统信号处理方法包括以下步骤：

第一步，根据k-1时刻的N个粒子i＝1，2，...，N，通过状态转移方程得到k时刻的N个预测粒子i＝1，2，...，N；

第二步，确定预测粒子所占据的状态空间，并将其均分为箱，箱的个数记为M；

第三步，根据划分的箱估计系统的先验概率密度，各箱对应的密度dⁱ为：

di=NiN×h,i=1,2,...,M]]>

其中，Nⁱ表示落入对应箱的预测粒子数，h表示一个箱所占据的超空间的体积；

第四步，估计各箱对应的后验概率密度wⁱ：

wⁱ＝dⁱ×p(z_k|xⁱ)，i＝1，2，..，M

其中，xⁱ表示第i个箱的中心；

第五步，对各箱的后验概率密度进行归一化：

wi=wiΣj=1Mwj,i=1,2,...,M]]>

第六步，从M个箱中重采样N个粒子作为k时刻系统的后验密度分布，i＝1，2，...，N，其中，同一个箱中重采样的粒子在对应的状态空间中进行均匀采样；

第七步，输出系统状态的估计值

xkμ≈Σi=1Mwi×xi.]]>