溷沌粒子群优化粒子滤波算法_陈志敏

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1、第20卷第1期电光与控制Vol．20No．12013年1月ElectronicsOptics＆ControlJan．2013doi:10．3969/j．issn．1671－637X．2013．01．009混沌粒子群优化粒子滤波算法陈志敏，薄煜明，吴盘龙，于胜龙(南京理工大学自动化学院，南京210094)摘要:针对基于粒子群优化算法的粒子滤波计算复杂度大，并且容易陷入局部最优，提出了一种新的基于混沌的粒子群优化粒子滤波算法。该算法在粒子群优化的基础上，引入混沌序列，利用混沌运动的遍历性、随机性等特点改善了初始样本

2、的质量，同时利用混沌扰动避免搜索过程陷入局部最优，使算法具有更快的收敛速度和更好的全局搜索能力。最后利用UNGM模型将该算法与标准粒子滤波和粒子群粒子滤波进行仿真对比，并利用纯角度目标跟踪模型验证了算法的有效性。实验结果表明，该算法改善了粒子群优化算法的粒子滤波易陷入局部最优的现象，提高了粒子滤波的精度和速度，具有较高的应用价值。关键词:粒子滤波;混沌;粒子群优化;Logistic映射中图分类号:V271．4;TP273文献标志码:A文章编号:1671－637X(2013)01－0036－05AChaosPar

3、ticleSwarmOptimizationParticleFilterAlgorithmCHENZhiminBOYumingWUPanlongYUShenglong(SchoolofAutomationNanjingUniversityofScienceandTechnologyNanjing210094China)Abstract:ParticleFilterbasedonParticleSwarmOptimizationalgorithm(PSO-PF)hashighcalculationco

4、mplexityandiseasilytrappedinlocaloptimum．Tosolvetheseproblemsanovelparticlefilterbasedonchaosparticleswarmwasproposed．OnthebasisofPSOthisalgorithmintroducedchaossequencebyuseoftheergodicityandrandomnessofchaosthequalityoftheoriginalsamplewasimproved．Inth

5、emeanwhilechaosperturbationwasutilizedtoavoidthesearchbeingtrappedinlocaloptimum．Thereforethealgorithmhadfasterconvergencespeedandbetterglobalsearchcapability．UNGMmodelwasusedforsimulationtocomparethealgorithmwithParticleFilter(PF)andPSO-PFandBearings-onl

6、ytracking(BOT)modelwasusedtoverifytheeffectivenessofthealgorithm．Thesimulationresultsshowthatthisalgorithmnotonlyreducesthelocaloptimizationbutalsoimprovesthevelocityandprecisionsoithasahighapplicationvalue．Keywords:ParticleFilter(PF);chaos;particleswarmop

7、timization;Logisticmapping将智能算法融入PF，成为PF技术的一大突破。0引言将粒子群优化算法(PSO)引入PF中，得到粒子群优化［1］［5］粒子滤波(ParticleFilter，PF)是一种基于蒙特粒子滤波算法(PSO-PF)，通过引入最新的量测值，卡罗方法的滤波技术，由于其状态函数和观测函数并并利用PF优化采样过程，使得采样分布向高后验概率未要求在非线性环境下，所以PF不受系统线性和高斯区域运动。PSO-PF改善了PF的粒子退化的现象，其噪声的限制，被广泛应用于目标跟踪、定位导航、

8、故障可调参数少，精度较高，易于实现，但是该算法往往会检测等领域。针对PF的权值退化问题，文献［2］提出陷入局部最优，并且迭代次数多，计算复杂度较大，难了重采样方法。但是，重采样算法仅复制大权值样本，以满足实际工程应用的需要。会导致粒子的匮乏，这在文献［3－4］都已证明。本文提出一种基于混沌粒子群优化的粒子滤波算法(CPSO-PF)，该算法利用混沌初始化粒子的初始位收稿日期:2011－1