交互式多模型粒子滤波算法综述
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扩展 卡 尔曼 滤 波 （ ｘｅ ｄ ｄＫ ｌ ｎ Ｆｌ ｒＥ Ｆ 、 Ｅ ｔｎ ｅ ａ ｍａ ｉｅ ， Ｋ ） 不 ｔ 敏卡 尔曼 滤 波 （ ｎｃｎｅ ａ ａ ｉｅ ， Ｋ ） Ｕ ｓｅ ｔ Ｋ ｌ ｎ Ｆｈ ｒ Ｕ Ｆ 以及 ｄ ｍ 近来 成 为 热 点 的粒 子 滤 波 （ ａｔ ｌ Ｆｌ ｒ Ｐ ） －］ Ｐ ｒｃ ｉｅ ， Ｆ ５ ｉｅ ｔ
．
ｗｉ ｒｉｌ ｉｔｒ ｔｓ ｍｍａ ｉｅ ｈ ｅ ｅ ｒ ｈ ａ ｈｅ ｅ ｎ ｓ ｏ ｈ ｒｄ ｂ ｕ Ｉ ｔ Ｐａ ｔｃｅ Ｆ ｌｅ ．Ｉ ｕ ｈ ｒｚ ｓ ｔ ｅ ｒ ｓ ａ ｃ ｃ ｉｖ ｍｅ ｔ ｆ ｔ ｅ ｗｏ ｌ ａ ｏ ｔ ＭＭＰＦ， ｎｄ ｇ ｖ ｓ ｗｏ ａ ｉ ｅ ｔ ｔ ｐ ｃ ｌｋｉ ｄ ｆＩ ｙ ｉａ ｎ ｓ ｏ ＭＭＰＦ ａ ｇ ｒｔ ｍｓ ｔ ｅ ｉ ｌｏ ｓ ｌｏ ｉ ｈ ； ｈ ｎ，ｔａ ｓ ｕｍｍｓ ｕｐ ｔ ｅ ａ ｌｃ ｔ ｎ ｏ ＭＭＰＦ ａ ｄ ｓ ｍｅ ｖ ｌ ａ ｌ ｈ ｐｐ ｉａ ｉ ｆＩ ｏ ｎ ｏ ａｕ ｂｅ
ＺＨ ＯＵ ｎ—ｅ ｇ， Ｙｕ ｆ ｎ ＳＨＡＮ ｎ ｌｎ， Ｇａ —ｉ ＺＨＡＮＧ ｉｏ Ｍ ａ
（ ｅａ ｍ ｎ ｐｉｓ ｎ ｌ ｔ ｎｃ ｎｉｅｒ ｇＯ ｄ ａｃ ｎｉｅｒ ｇＣ ｌ ｇ ，ｈｊ ｚｕｎ ０ ０ ０ ，ｈｎ ） Ｄ ｐ ｒ ｅ ｔ ｔ ｄＥｅ ｒ ｉ Ｅ ｇｎｅｉ ， ｒｎｎｅＥ ｇ ｅｉ ｏ ｅｅＳ ｉａｈ ａｇ ５ ０ ３ Ｃ ｉ ｔ Ｏ ｃａ ｃｏ ｓ ｎ ｎ ｎ ｌ ｉ ａ
交 互 式 多 模 型 粒 子 滤 波 算 法综 述
周云锋 ，单甘霖 ，张淼
（ 军械工程学 院光 学与电子工程系 ，河北 石 家庄 ０００ ） ５０ ３
摘要 ：指 出了交 互式多模型方法 和粒 子滤 波结合 时存在 的主要 问题 ，围绕该 问题 ，重 点对 国 内外 关于交 互式 多
模 型粒 子 滤 波算 法 的 相 关 研 究 成 果 进 行 整 理 和 归 纳 ，给 出 了 典 型 的 交 互 式 多 模 型 粒 子 滤 波 算 法 ，综 述 了 目前 交
ｒ ｓ ａ ｃ ｉｅ ｔｏ ｓ ａ ｅ ｐｒ ｓ ｎ ｅ ｅ ｅ ｒ ｈ ｄ ｒ ｃ ｉｎ ｒ ｅ ｅ ｔ ｄ．
Ｋｅ ｒ ｓ：ｎ ｅ ａ ｔｎ ｌｉ ｅ ｍｏ ｅ ； ａ ｉｌ ｉ ｅ ； ｌ ｏ ｉ ｙ ｗｏ ｄ ｉ ｔｒ ｃ ｉ ｇ ｍｕ ｔ ｄ ｌ ｐ ｒ ｃ ｅ ｆ ｔ ｒ ａｇ ｒｔ ；ｕｒ ｅ ｐｌ ｔ ｌ ｈｍ ｓ ｖ ｙ
在一定 程 度上 克服 了这 一 局 限性 。
计 的最 优解 由卡尔 曼 滤 波 得 到 ， 子 滤 波 仅 为 次 优 粒
解 。然 而 在实 际 的跟 踪 系统 中 ， 多情 况 下 无 法 得 很
到最优估 计 ， 系统 的 非线 性 及 目标 机 动 导 致 的有 色
噪声成 为 困 扰 得 到 最 优 估 计 的 重 要 因 素 ， 时 Ｐ 此 Ｆ
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｔｈ ｐ ｒｐ ｉ ｔ ｕ ｈ ｅ ｒ ｂ ｅ ｆ ｃ ｍｂｉ ｎｇ ｔ ｎ ｅ ａ ｔｎ ｌｉ ｌ ｄｅ ｌｏ ｉｈ ｓ ｒ ｃ ： ｅ ｐａ ｅ ｏ ｎ ｓ ｏ ｔｔ ｅ ｋ ｙ ｐ ｏ ｌｍｓ ｏ ｏ ｎｉ ｈｅ Ｉ ｔ ｒ ｃｉ ｇ Ｍｕ ｔｐ ｅ Ｍｏ ｌａ ｇ ｒｔ ｍ
通 常优 于 Ｅ Ｆ及 Ｕ Ｆ等算 法 ， 不 受 高 斯 假 设 的 Ｋ Ｋ 且
限制 ＇ 。
于是 ， 了满足 非线 性 、 高斯机 动 目标跟 踪 系 为 非 统要 求 ， 有学 者将 Ｐ Ｆ引入 Ｉ 算 法 ， ＭＭ 构建 了交 互式
多模 型粒 子 滤 波 （ｎｅａｔ ｇＭｕｔ ｌ Ｍｏｅ Ｐ ｒｃ Ｉｔ ｃｉ ｌｐｅ ｄ ｌ ａ ｉ ｅ ｒ ｎ ｉ ｔｌ Ｆｌ ｒ ｇ Ｉ ｉｅｉ ，ＭＭＰ ） 法 ｔ ｎ Ｆ算 。相 比于标 准 的 Ｉ 算 ＭＭ 法 ， 求 解 “ 线 性 、 高 斯 噪 声 ” 统 的 目标 跟 踪 在 非 非 系 问题 时 ，ＭＭＰ Ｉ Ｆ算 法 能 够 获 得 更 好 的 状 态 估 计 效 果 ， 一 点 已 被 诸 多 学 者 在 算 法 的 实 践 中 证 这
在 机 动 目标 跟 踪 领 域 ， 互 式 多 模 型 （ｎｅａ． 交 Ｉｔ ｃ ｒ ｔ ｇＭｕｔ ｌ Ｍｏｅ，Ｍ 算法 被 认 为是 迄 今 为 止 最 ｉ ｌｐｅ ｄｌＩ Ｍ） ｎ ｉ 有效 的算 法 之一 ， 通 过 对 目标 机 动 方 式 的 多模 型 它 假设 来 实现 “ 衡 ” 均 的跟踪 ¨ Ｊ 。经 典 Ｉ 算 法 以 ＭＭ 卡 尔曼 滤波 器 为 子 模 型 ， 卡 尔 曼 假 设 （ 性 状 态 其 线 空 间 模 型 、 斯 过 程 噪 声 ） 致 了应 用 的局 限 性 。 高 导
互式多模 型粒 子滤波的应用情况 ，并指 出了几个有价值研究方 向。 关键词 ：交互式 多模 型 ；粒子滤波 ；算法 ；综述 中图分类号 ：Ｔ １ Ｐ４ 文献标识码 ：Ａ
Ａ Ｓｕｒ ｅ ｆｔ ｅ Ｉ ｔ ｒ ｃ ｉ ｕｌｉ ｌ ｏ ｌＰａ ｔｃｅ Ｆｉｔ ｒｎ ｇ ｒｔ ｍ ｖ ｙ ｏ ｈ ｎ ｅ ａ ｔｎｇ Ｍ ｔｐ ｅ Ｍ ｄｅ ｒ ｉｌ ｌｅ ｉ ｇ Ａｌ ｏ ｉｈ
第２ ２卷第 １ 期
２１ ０ ０年 ０ ２月
军
械
工
程
学
院
Ｊ ｕｎ ｌ ｆＯｒｎ ｎ ｅＥ ｇｎ ｅｉｇＣ ｌ ｇ ｏ ｒ ａ ｏ ｄ ａ ｃ ｎ ｉｅ ｒ ｏｌ ｅ ｎ ｅ
Ｆｂ ２ ｌ ｅ ．０ ０
文章编号 ：０ ８ ９ ６ ２ １ ） １— ０ ７— ６ １０ —２ ５ （０ ０ ０ ０ ５ ０
．
ｗｉ ｒｉｌ ｉｔｒ ｔｓ ｍｍａ ｉｅ ｈ ｅ ｅ ｒ ｈ ａ ｈｅ ｅ ｎ ｓ ｏ ｈ ｒｄ ｂ ｕ Ｉ ｔ Ｐａ ｔｃｅ Ｆ ｌｅ ．Ｉ ｕ ｈ ｒｚ ｓ ｔ ｅ ｒ ｓ ａ ｃ ｃ ｉｖ ｍｅ ｔ ｆ ｔ ｅ ｗｏ ｌ ａ ｏ ｔ ＭＭＰＦ， ｎｄ ｇ ｖ ｓ ｗｏ ａ ｉ ｅ ｔ ｔ ｐ ｃ ｌｋｉ ｄ ｆＩ ｙ ｉａ ｎ ｓ ｏ ＭＭＰＦ ａ ｇ ｒｔ ｍｓ ｔ ｅ ｉ ｌｏ ｓ ｌｏ ｉ ｈ ； ｈ ｎ，ｔａ ｓ ｕｍｍｓ ｕｐ ｔ ｅ ａ ｌｃ ｔ ｎ ｏ ＭＭＰＦ ａ ｄ ｓ ｍｅ ｖ ｌ ａ ｌ ｈ ｐｐ ｉａ ｉ ｆＩ ｏ ｎ ｏ ａｕ ｂｅ
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交 互 式 多 模 型 粒 子 滤 波 算 法综 述
周云锋 ，单甘霖 ，张淼
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摘要 ：指 出了交 互式多模型方法 和粒 子滤 波结合 时存在 的主要 问题 ，围绕该 问题 ，重 点对 国 内外 关于交 互式 多
模 型粒 子 滤 波算 法 的 相 关 研 究 成 果 进 行 整 理 和 归 纳 ，给 出 了 典 型 的 交 互 式 多 模 型 粒 子 滤 波 算 法 ，综 述 了 目前 交
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在 机 动 目标 跟 踪 领 域 ， 互 式 多 模 型 （ｎｅａ． 交 Ｉｔ ｃ ｒ ｔ ｇＭｕｔ ｌ Ｍｏｅ，Ｍ 算法 被 认 为是 迄 今 为 止 最 ｉ ｌｐｅ ｄｌＩ Ｍ） ｎ ｉ 有效 的算 法 之一 ， 通 过 对 目标 机 动 方 式 的 多模 型 它 假设 来 实现 “ 衡 ” 均 的跟踪 ¨ Ｊ 。经 典 Ｉ 算 法 以 ＭＭ 卡 尔曼 滤波 器 为 子 模 型 ， 卡 尔 曼 假 设 （ 性 状 态 其 线 空 间 模 型 、 斯 过 程 噪 声 ） 致 了应 用 的局 限 性 。 高 导
互式多模 型粒 子滤波的应用情况 ，并指 出了几个有价值研究方 向。 关键词 ：交互式 多模 型 ；粒子滤波 ；算法 ；综述 中图分类号 ：Ｔ １ Ｐ４ 文献标识码 ：Ａ
Ａ Ｓｕｒ ｅ ｆｔ ｅ Ｉ ｔ ｒ ｃ ｉ ｕｌｉ ｌ ｏ ｌＰａ ｔｃｅ Ｆｉｔ ｒｎ ｇ ｒｔ ｍ ｖ ｙ ｏ ｈ ｎ ｅ ａ ｔｎｇ Ｍ ｔｐ ｅ Ｍ ｄｅ ｒ ｉｌ ｌｅ ｉ ｇ Ａｌ ｏ ｉｈ
第２ ２卷第 １ 期
２１ ０ ０年 ０ ２月
军
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工
程
学
院
Ｊ ｕｎ ｌ ｆＯｒｎ ｎ ｅＥ ｇｎ ｅｉｇＣ ｌ ｇ ｏ ｒ ａ ｏ ｄ ａ ｃ ｎ ｉｅ ｒ ｏｌ ｅ ｎ ｅ
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文章编号 ：０ ８ ９ ６ ２ １ ） １— ０ ７— ６ １０ —２ ５ （０ ０ ０ ０ ５ ０