粒子滤波技术的发展现状综述
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粒子 滤 波 （ ａ ｉ ｅＦｌ ｒＰ ） 术 是 一 种 用 于 Ｐｒｃ ｉｅ ， Ｆ 技 ｔ ｌ ｔ 非线 性 、 高斯 系 统 的 滤波 方 法 。在 其 发 展过 程 中 非 有 很 多 表 述 方 法 ， Ｂ ｏ ｔ ｐ ｆｔ ，Ｃ ｎ ｅｓｔ ｎ 如 ｏｔ ｒ ｌ ｒ ｏ ｄｎａｉ ｓａ ｉ ｅ ｏ
障诊 断 、 参数 估计 与 系 统 辨识 、 人手 臂 运 动 识别 、 计
算 机视 觉 、 融领 域等 Ｊ 金 。
ｌ ｅ ｙ等人 ¨ 提 出的基 于 贝 叶斯 采 样 估 计 的顺 序 重 要
采样 （ Ｉ） ＳＳ 滤波 思想 。６ ０年代 以后 粒子 滤 波技 术 得
１ 粒 子 滤 波 技 术 发 展 现 状
Ａｂｓｒ ｃ ｔ ａ ｔ：Ｔｈ ｓ ｐ ｐ ｒｒ ｖ ｅ ｈ ｔｔ ｆｔ ｅ ａｔｏ ａｔｃ ｅ ｆｌ ｒｎ ｅ ｈ ｉ ｕ ．Ｔｈ ｏ ｅ ｔ ｏ ｓ ｉ ａ ｅ ｅ ｉｗｓ ｔ ｅ ｓａｅ ｏ ｈ ｒ ｆｐ ｒｉｌ ｔ ｉｇ ｔ ｃ ｎ ｑ ｅ ｉ ｅ ｅ ｎ ｖ ｌｍｅｈ ｄ ｆｒｐａ ｉ ｌ ｌｅ ｉ ｇ ｃ ｌ ｕ ａｉｎ ｏ ｕ ｉ ｄ ｆｐ ｒｉｌ ｓａ ｅ ｉ ｒ ｄ ｅ ｏ ｒ ｃｅ ｆ ｔｒｎ ａｃ ｌｔｏ ｆｆ ｒｋ ｎ ｓｏ ａ ｔｃｅ ｒ ｎｔｏ ｕｃ ｄ．Ｔｈ ｒ ｂ ｅ ｎ ｔｒ ｅ ｒ ｃ ｉ ｇ， ｔ ｉ ｏ ｅ ｐ ｏ ｌ ｍｓｉ ａ ｇ ｔｔａ ｋ ｎ ｎ ｖｇ ｔｏ ｎ ｒｅ ｔ ｔ ｎ ａｅ ｓ ｍｍａ ｉｅ ａ ｉ ａｉｎ ａ ｄ ｏ ｉｎ ａ ｉ ｒ ｕ ｏ ｒｚ ｄ．Ａｔｌ ｓ ，ｔ ｅ ｆ ｒｈ ｒｓｕ ｙ ａ ｄ ｐ ａ ｔｃ ｌａ ｐ ｉ ａｉｎｓｏ ａ ｉｌ ａ ｔ ｈ ｕ ｔ ｅ ｔ ｄ ｎ ｒ ｃ ｉａ ｐ ｌｃ ｔｏ ｆｐ ｒ ｃｅ ｔ
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是英 文 “ ａ ｉｌ ｆｔｒ 中文 “ 子 滤 波 ” Ｐ ｒｃｅｉ ｅ” ｔ ｌ 粒 。粒 子 滤 波 思想 最早 可 以追 溯到 上一 世 纪 ５ Ｏ年 代末 Ｈ ｍ ｒ— ｅ ｍｅｓ
粒子 滤波 技术 的发展 现状综 述
文 章 编 号 ：０６ １５ （ ００ ０ － ０ － １０ —３ ５ ２ １ ） ２０ １ ４ ０ ０
粒 子 滤 波 技 术 的 发 展 现 状 综 述
张瑞 华 ，雷 敏
（ 海 交通 大学 机械 系统 与振 动 国家重 点 实验 室， 海 上 上
摘
根据 Ｓ Ｉ 据库 的检 索报告 ， １９ Ｃ数 从 ９ ０年 至今共 有 ４ ２篇 Ｓ Ｉ 粒子 滤波 （ ａｔ ｌ Ｆｌ ｒ ｇ ” ８ Ｃ 的“ Ｐ ｒｃ ｉｅｉ ） 标题 ｉｅ ｔ ｎ 文 章 ， 近 ５年 的标 题 文章 就有 ３ ６篇 ， 而 ３ 占全部 标题 文 章 的 ６ ． ％ ， 且 “ 子 滤 波 （ ａ ｉ ｅＦｌ ｒ ｇ ” ９７ 并 粒 Ｐ ｒｃ ｉｅ ｎ ） ｔｌ ｔ ｉ
到 了一定 的 发 展 ， 研 究 Байду номын сангаас 一 直 存 在 粒 子 退 化 、 但 重
采样 可能 减 少 正 确 的粒 子 数 和 计 算 量 制 约 等 致 命 问题 ， 从而 没有 引起 人 们 足 够 的 重 视 。直 到上 个 世
纪９ ０年代 初 ， ｏｄｎ等 人 提 出在 递 推 过 程 中重 Ｇ ｒａ
新 抽样 的思 想 ， 定 了粒 子 滤 波 实 用 性 的基 础 ， 奠 随 后 许 多改进 算法 相 继被 提 出 ， 得 粒 子滤 波 技 术得 使 到迅速 发 展 。 目前 该 技 术 已被 广 泛 地 应 用 到诸 多 领 域里 ， 目标 跟 踪 及 导 航 与制 导 、 态 监 视 和故 如 状
中图分类号：Ｔ２ ；Ｎ １；２ Ｐ７Ｔ ７３Ｖ
文献标识码： Ａ
ＤＩ Ｏ 编码 ：０ ３ ６／．ｓｎ １０ １ ．９９ ｊｉ ．０ ６—１５ ．００ ０ ．０ ｓ ３５ ２ １．２ ０ １
Ｒｅ ｉ ｗ ｆ Ｓｔ ｔ ｆ Ｔｈｅ Ａｒ ｆＰａ ｔｃ ｅ Ｆｉｔ ｒ ｎｇ Ｔｅ ｈ ｑ ｅ ｖｅ ｏ ａｅｏ ｔ ｏ ｒ ｉ ｌ ｌｅ ｉ ｃ ｎｉ ｕ
２０４ ） ０ ２ ０
要 ：对 粒 子 滤 技 术 的近 几 年 研 究 发 展 进 行 回顾 ， 绍 四 大类 粒 子 滤 波 改 进 算 法 ， 介 总结 目前 目标 跟 踪 、 航 导
与定位 中存在 的问题 ， 展望粒子滤波技术的方法研究及实际应用前景。 关键词 ：振动 与波 ； 粒子滤波 ； 非线性系统 ； 号处理 ； 信 目标识别
（ ｔｔ Ｋ ｙＬ ｂ ｒ ｏｙｏ Ｍｅｈｎｃｌ ｙｔ ｎ ｉｒｔ ｎ Ｓａ ｅ ａ ｏａ ｒ ｆ ｃ ａ ｉ ｓ ｍ ａ ｄＶｂａ ｏ ， ｅ ｔ ａＳ ｅ ｉ Ｓ ａ ｇ ａ Ｊ ｏ ｎ ｎｖｒ ｔ，Ｓ ａｇ ａ ２ ０ ４ ，Ｃ ｉａ ｈ ｎｈ ｉ ｉ ｔ ｇＵ ｉ ｓｙ ｈ ｎ ｈ ｉ ０ ２ ０ ｈｎ ） ａ ｏ ｅｉ
ｎｔ ｎ ｉｉ ｏ
粒子 滤 波 （ ａ ｉ ｅＦｌ ｒＰ ） 术 是 一 种 用 于 Ｐｒｃ ｉｅ ， Ｆ 技 ｔ ｌ ｔ 非线 性 、 高斯 系 统 的 滤波 方 法 。在 其 发 展过 程 中 非 有 很 多 表 述 方 法 ， Ｂ ｏ ｔ ｐ ｆｔ ，Ｃ ｎ ｅｓｔ ｎ 如 ｏｔ ｒ ｌ ｒ ｏ ｄｎａｉ ｓａ ｉ ｅ ｏ
障诊 断 、 参数 估计 与 系 统 辨识 、 人手 臂 运 动 识别 、 计
算 机视 觉 、 融领 域等 Ｊ 金 。
ｌ ｅ ｙ等人 ¨ 提 出的基 于 贝 叶斯 采 样 估 计 的顺 序 重 要
采样 （ Ｉ） ＳＳ 滤波 思想 。６ ０年代 以后 粒子 滤 波技 术 得
１ 粒 子 滤 波 技 术 发 展 现 状
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粒子 滤波 技术 的发展 现状综 述
文 章 编 号 ：０６ １５ （ ００ ０ － ０ － １０ —３ ５ ２ １ ） ２０ １ ４ ０ ０
粒 子 滤 波 技 术 的 发 展 现 状 综 述
张瑞 华 ，雷 敏
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摘
根据 Ｓ Ｉ 据库 的检 索报告 ， １９ Ｃ数 从 ９ ０年 至今共 有 ４ ２篇 Ｓ Ｉ 粒子 滤波 （ ａｔ ｌ Ｆｌ ｒ ｇ ” ８ Ｃ 的“ Ｐ ｒｃ ｉｅｉ ） 标题 ｉｅ ｔ ｎ 文 章 ， 近 ５年 的标 题 文章 就有 ３ ６篇 ， 而 ３ 占全部 标题 文 章 的 ６ ． ％ ， 且 “ 子 滤 波 （ ａ ｉ ｅＦｌ ｒ ｇ ” ９７ 并 粒 Ｐ ｒｃ ｉｅ ｎ ） ｔｌ ｔ ｉ
到 了一定 的 发 展 ， 研 究 Байду номын сангаас 一 直 存 在 粒 子 退 化 、 但 重
采样 可能 减 少 正 确 的粒 子 数 和 计 算 量 制 约 等 致 命 问题 ， 从而 没有 引起 人 们 足 够 的 重 视 。直 到上 个 世
纪９ ０年代 初 ， ｏｄｎ等 人 提 出在 递 推 过 程 中重 Ｇ ｒａ
新 抽样 的思 想 ， 定 了粒 子 滤 波 实 用 性 的基 础 ， 奠 随 后 许 多改进 算法 相 继被 提 出 ， 得 粒 子滤 波 技 术得 使 到迅速 发 展 。 目前 该 技 术 已被 广 泛 地 应 用 到诸 多 领 域里 ， 目标 跟 踪 及 导 航 与制 导 、 态 监 视 和故 如 状
中图分类号：Ｔ２ ；Ｎ １；２ Ｐ７Ｔ ７３Ｖ
文献标识码： Ａ
ＤＩ Ｏ 编码 ：０ ３ ６／．ｓｎ １０ １ ．９９ ｊｉ ．０ ６—１５ ．００ ０ ．０ ｓ ３５ ２ １．２ ０ １
Ｒｅ ｉ ｗ ｆ Ｓｔ ｔ ｆ Ｔｈｅ Ａｒ ｆＰａ ｔｃ ｅ Ｆｉｔ ｒ ｎｇ Ｔｅ ｈ ｑ ｅ ｖｅ ｏ ａｅｏ ｔ ｏ ｒ ｉ ｌ ｌｅ ｉ ｃ ｎｉ ｕ
２０４ ） ０ ２ ０
要 ：对 粒 子 滤 技 术 的近 几 年 研 究 发 展 进 行 回顾 ， 绍 四 大类 粒 子 滤 波 改 进 算 法 ， 介 总结 目前 目标 跟 踪 、 航 导
与定位 中存在 的问题 ， 展望粒子滤波技术的方法研究及实际应用前景。 关键词 ：振动 与波 ； 粒子滤波 ； 非线性系统 ； 号处理 ； 信 目标识别