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，
# -*- 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
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2023-10-13 21:46:24
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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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2023-11-06 22:54:19
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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
1 #转
2 # -*- coding=utf-8 -*-
3 # 直接运行代码可以看到跟踪效果
4 # 红色的小点代表粒子位置
5 # 蓝色的大点表示跟踪的结果
6 # 白色的方框表示要跟踪的目标
7 # 看懂下面两个函数即可
8 from numpy import *
9 from numpy.random import *
10
11 def resample(weight
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2023-05-29 22:19:46
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# Python粒子滤波
## 引言
粒子滤波（Particle Filter）是一种用于非线性非高斯系统中状态估计的强大工具。它可以有效地处理非线性系统和非高斯噪声的情况，因此在机器人定位、目标跟踪、传感器融合等领域得到了广泛应用。在本文中，我们将介绍粒子滤波的原理，并用Python实现一个简单的粒子滤波器。
## 粒子滤波原理
粒子滤波是一种基于蒙特卡洛模拟的状态估计方法。其基本思想是
原创
2023-08-26 08:20:34
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该博文集成了几个重要的参考博客，首先感谢这些博主的讲解和实现，因此是转载，不是原创。一. 首先从通俗易懂的层面来理解一下粒子滤波，主要是博主(饮水思源)的博客。粒子滤波可以先分为几个主要的阶段：初始化阶段 ---> 预测阶段--->矫正阶段--->重采样--->滤波初始化阶段：主要就是选定粒子数量。也就是博主所说的放狗去搜索目标；放狗的方式有很多中，一种是让他们均匀分布，第
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2023-10-12 21:39:19
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上学的时候每次遇到“粒子滤波”那一堆符号，我就晕菜。今天闲来无事，搜了一些文章看，终于算是理解了。下面用白话记一下我的理解。问题表述：某年月，警方（跟踪程序）要在某个城市的茫茫人海（采样空间）中跟踪寻找一个罪犯（目标），警方采用了粒子滤波的方法。1. 初始化：警方找来了一批警犬（粒子），并且让每个警犬预先都闻了罪犯留下来的衣服的味道（为每个粒子初始化状态向量S0），然后将警犬均匀布置到城市的各个区
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2023-07-23 16:08:49
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前言：粒子滤波器相较于卡尔曼滤波器或者UKF无迹卡尔曼滤波器而言，可以表达强非线性的变换且无需假设后验分布为高斯分布，在描述多峰分布时具有非常大的优势。粒子滤波器被广泛的应用于机器人系统中，如著名的Gmapping算法便是在粒子滤波器的基础上实现的，但是当前网络中对粒子滤波器的描述往往浅尝则止或长篇大论，导致学习起来往往是了解大概流程而不懂实际代码实现，无法应用于自己机器人中或困于理论推导。因此本
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2023-12-01 13:32:02
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粒子滤波是以贝叶斯推理和重要性采样为基本框架的。因此，想要掌握粒子滤波，对于上述两个基本内容必须有一个初步的了解。贝叶斯公式非常perfect，但是在实际问题中，由于变量维数很高，被积函数很难积分，常常会给粒子滤波带来很大的麻烦。为了克服这个问题，它引入了重要性采样。即先设计一个重要性密度，根据重要性密度与实际分布之间的关系，给采样得到的粒子分配权重。再利用时变贝叶斯公式，给出粒子权重的更新公式及
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2023-09-06 11:02:40
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Monte carlo的思想，即以某事件出现的频率来指代该事件的概率。因此在滤波过程中，需要用到概率如P(x)的地方，一概对变量x采样，以大量采样的分布近似来表示P(x)。因此，采用此一思想，在滤波过程中粒子滤波可以处理任意形式的概率，而不像Kalman滤波只能处理高斯分布的概率问题。对任意如下的状态方程： \[x(t)=f[x(t-1),u(t)
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2023-09-26 17:00:14
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粒子滤波原理粒子滤波是基于蒙特卡洛仿真的近似贝叶斯滤波算法。我们可以从贝叶斯滤波的过程来相应的给出粒子滤波的过程。贝叶斯滤波公式推导分为两步，详细推导过程请见：崔岩的笔记——粒子滤波原理及应用（2）蒙特卡洛法与贝叶斯网络。第一步为状态预测，即通过上一时刻的状态量和当前时刻的控制量预测当前时刻的状态量： 第二步为量测更新，即通过当前时刻的观测量来修正当前时刻状态量的预测量： 式中代表归一化常数。
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2023-08-03 14:10:00
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粒子滤波(Particle filter)matlab实现 粒子滤波是以贝叶斯推理和重要性采样为基本框架的。因此，想要掌握粒子滤波，对于上述两个基本内容必须有一个初步的了解。贝叶斯公式非常perfect，但是在实际问题中，由于变量维数很高，被积函数很难积分，常常会给粒子滤波带来很大的麻烦。为了克服这个问题，它引入了重要性采样。即先设计一个重要性密
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2023-11-10 16:50:14
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无迹粒子滤波算法(UPF)基本粒子滤波 PF 的重要密度函数是先验概率密度，这种方式没有利用最新的观测信息 ，以致于状态变量的估计过分依赖于模型。假使人们建立的系统模型无法准确的表达系统，尤其是当噪声复杂多变时，滤波算法的精度将会大大降低。无味卡尔曼滤波（UKF）是一种基于递归思想的最小均方误差估计，它在计算均值和方差的过程中，会利用最新的观测信息；同时 UKF 利用无味变换，计算后验方 差的精度
从逻辑上讲，机器人SLAM的过程是：先控制机器人到达一个位姿，然后再进行观测。但是问题出现在了我们是由里程计数据和激光雷达观测数据来求机器人位姿，这就出现了一个逆向的过程即：我们是先有位姿再得到观测数据却变成了先得到观测数据再来求位姿的过程。这就用到了贝叶斯估计。粒子滤波是基于贝叶斯滤波器实现的，也是最典型的应用便是定位问题，主要特性为：贝叶斯
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2023-11-03 10:57:50
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推荐开源项目：简单的SLAM与机器人教程与编程实践-github疯言疯语：
如果你对一个算法有什么用都一无所知，那么学这个算法的难度那就增加了100倍。——知乎@Ai酱首先我们看看粒子滤波怎么用的。我以粒子滤波可以用来机器人自主定位为例。现在已知机器人脑子里面有某个商场的地图，然后它想知道自己到底在哪。注意：现在机器人已知商场地图，并且能看到周围长啥样，需要求机器人位于地图哪个位置（就像我们人自己
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2023-07-28 20:48:10
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# 粒子滤波在Python中的实现
粒子滤波是一种用于解决非线性和非高斯状态估计问题的有效算法。它广泛应用于机器人定位、追踪系统、金融预测等领域。本文将向您介绍粒子滤波的基本概念与原理，并通过一个简单的Python代码示例来展示其实现过程。
## 1. 什么是粒子滤波
粒子滤波的核心思想是通过一组随机样本（即"粒子"）来表示系统的状态分布，并通过这组粒子来进行状态估计。与传统的滤波方法（如卡
粒子滤波（Particle Filter）是一种用于状态估计的概率滤波方法，常用于机器人定位和目标跟踪等领域。在Python中实现粒子滤波算法可以通过以下步骤完成：
**1. 初始化粒子集合**
首先，我们需要创建一个粒子集合，其中每个粒子表示我们对系统状态的一个假设。每个粒子由一组状态变量构成，例如位置和速度。我们可以通过随机生成一组状态变量的值来初始化粒子集合。
```python
imp
原创
2024-01-11 06:31:50
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如何用MATLAB进行预测跟踪呢？一、定位粒子位置你想要对图像中的粒子进行定位和跟踪。在MATLAB里面，图像可以是任何格式的（.jpg ， .tif ， etc.），但是你要想很好的定位你期望的特征，此处，使用的定位功能 要与使用的算法兼容。根据经验，你要能够通过眼睛定位大量的点。这里有一副图像，图像上白色区域上有很多胶体粒子。想要读取，显示，查询这幅图像，请键入以下MATLAB命令符：>
