课程介绍

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《第2.5版粒子滤波与应用和MATLAB程序详解视频》共12章227节视频，总学时2170分钟，合36.2小时。主要内容包括：粒子滤波算法入门实例及数学基础知识复习，粒子滤波在一维非线性信号跟踪问题的应用，四种重采样方法及其在粒子滤波的效果分析，粒子滤波与扩展及无迹卡尔曼滤波的效果对比，粒子滤波(PF)在无刚性视觉目标跟踪问题的应用，粒子滤波(PF)在电池寿命问题中的参数估计及其寿命预测的应用，粒子滤波算法理论推导与分析，辅助粒子滤波跟踪非线性系统及大气下落物体，微分方程状态变量跟踪3自由度质量弹簧系统，正则化粒子滤波分析非线性跟踪系统，正则化粒子滤波与PF对比分析非线性数模系统。

课程大纲

01
第一章  必先看与粒子滤波的影响力及其研究领域简介           免费试看
科研技术工程8个算法及9个问题全面开讲说明
店主预言先告必看第三版

粒子滤波程序视频讲什么及干什么等内容说明

MATLAB程序说明及学习建议与基础要求

慎拍或不拍建议及参考文献与致谢

粒子滤波在百度网页及文库和视频搜索情况

粒子滤波在知网搜索学术期刊及硕博论文情况

粒子滤波的基本思想及特点与应用领域

02
第二章  粒子滤波算法入门实例及数学基础知识复习
常用于非线性系统跟踪的3个算法优缺点介绍

粒子滤波用于非线性数模系统跟踪程序的认识

非线性数模系统及跟踪算法的3总结

随机事件及条件概率与概率乘法公式

全概率公式与贝叶斯(后验概率)公式

多个事件的独立性定理与条件概率关系

随机变量及其与变量的区别

分布函数与概率密度及其二者关系

条件分布函数与条件概率密度及公式记号

条件概率公式与随机变量独立性定义

03
第二章接续  粒子滤波算法入门实例及数学基础知识复习
正态(高斯)分布及其概率密度曲线与误差权值

随机变量的数学期望(均值)与方差含义和公式

样本及其样本值与样本概率分布

样本均值方差与总体数学期望与方差对应关系

矩估计法的思想实质与2个常用等式

经验分布函数构造实例与分布函数的近似关系

最大似然原理与最大似然估计法

蒙特卡洛模拟方法由来及其基本思想

用蒙特卡洛方法解决问题的5个步骤与结论

蒙特卡洛模拟方法的优缺点及其应用范围

04
第二章接续二  粒子滤波算法入门实例及数学基础知识复习
蒙特卡洛方法计算积分及其被积函数变形问题

蒙特卡洛方法计算积分的程序分析

05
第三章  粒子滤波在一维非线性信号跟踪问题的应用
粒子滤波中常用的数学记号解读

状态方程与观测方程及统计学观点分析

模型2个假设与函数f和h的用法

非线性数模跟踪信号及其特点解析

粒子滤波算法的5步流程分析

噪声及其方差设置与程序模拟生成(8)

程序用初始值设定与粒子总数与数模信号

粒子初始化及其粒子状态预测计算

滤波校正及重采样过程与程序实现分析

滤波得到最优估计与粒子滤波5步程序再复习

06
第三章接续  粒子滤波在一维非线性信号跟踪问题的应用
状态变量与观测变量及滤波估计间误差解读

关键结果与关键结论及用程序验证

程序留意和可改之10点说明

思考8个问题与3点总结

07
第四章  四种重采样方法及其在粒子滤波的效果分析
重采样基本思想及原理详细分析

重采样原理及其几何示意图细说

随机重采样几何示意及其程序解读

随机重采样实例演示及其优缺点

多项式重采样递归定义及其程序分析

多项式重采样实例演示及其优缺点

系统重采样伪代码及其程序分析

系统重采样实例演示及其优缺点

剩余重采样定义及其几何示意分析

剩余重采样程序与实例及其优缺点

08
第四章接续  四种重采样方法及其在粒子滤波的效果分析
四种重采样方法的滤波结果的分析指标

粒子滤波程序改成函数PF_ZHY做法

函数PF_ZHY使用留意5个问题与3处添加

主程序调用函数PF_ZHY及其结果分析

重采样4种方法的粒子滤波问题与方案描述

程序处理4种重采样的方法及显示图形

四种重采样方法的滤波结果解读分析

另2个实验方案及其结果与结论

思考8题及算法对比指标介绍

09
第五章  粒子滤波与扩展及无迹卡尔曼滤波的效果对比
算法3个的基本要求及非线性数学模型

扩展卡尔曼滤波适用特点及其程序

无迹卡尔曼滤波优劣势及其程序

粒子滤波的非线性非高斯特点及其程序(8)

种算法的详细对比分析点介绍

噪声模拟及标准化变换与多个初始值设定

状态空间模型与3个算法调用及EKF估计绘图

UKF及PF绘图及状态和3种估计信号误差绘图

实时性与程序6点留意之处再讲

留意之处显示解读及思考5个问题

10
第五章接续  粒子滤波与扩展及无迹卡尔曼滤波的效果对比
粒子滤波应用模型扩展介绍与总结

11
第六章  粒子滤波(PF)在无刚性视觉目标跟踪问题的应用
视觉目标跟踪问题的应用实际价值

程序结果演示及跟踪问题状态方程

跟踪量测方程及其3个初始值设定

人物跟踪问题的6点解决思路与总结

数据初始化与模板选择及其变量含义

寻找最底层子函数与RGB模型介绍

HSV模型及其RGB转换函数rgb2hsv

颜色分级转换及颜色直方图子函数

颜色直方图的绘图条件if及bin_id含义

颜色直方图形成的程序分析

12
第六章接续  粒子滤波(PF)在无刚性视觉目标跟踪问题的应用
颜色直方图设计3个技巧及思考问题

权值计算的4个方法讲解

计算权值子函数程序详解

粒子滤波初始化子函数程序详解

颜色直方图与粒子分布图显示

更新粒子子函数程序详解

思考3题及函数语法总结

预习颜色直方图及相似度与权值等6问题

子函数evaluate的输入与输出参数含义

粒子滤波最终结果子函数程序详解

13
第六章接续二  粒子滤波(PF)在无刚性视觉目标跟踪问题的应用
移动速度及绿色椭圆绘图程序总结分析

粒子滤波估计结果的图像显示解析

目标模板更新子函数的输入与输出参数

目标模板更新子函数的输入与输出参数

模板颜色直方图加权平均更新等式及其含义

模板更新前后显示对比及思考2题

粒子退化现象及有效采样尺度指标

筛选重采样粒子函数功能及语法

筛选重采样粒子及重采样前后显示对比

组合重采样方法程序assemble详解

14
第六章接续三  粒子滤波(PF)在无刚性视觉目标跟踪问题的应用
粒子滤波估计中心颜色绘图及其显示

重新绘图子函数程序详解与显示

显示颜色直方图与随机粒子分布

目标模板更新前后对比及跟踪绘图

重采样前后对比与跟踪绘图

数据初始化及鼠标拖动目标模板

目标模板初始化与更新及粒子预测

组合重采样与滤波估计结果及显示

算法中5处方法再分析总结

程序13点留意之处及其影响作用

15
第六章接续四  粒子滤波(PF)在无刚性视觉目标跟踪问题的应用
论文写作的5点技术含量思路

跟踪问题的6个数值指标及其含义

跟踪问题的6点扩展思路介绍

视频播放及其与动态图片序列关系

读取视频文件与读帧及目标模板
跟踪文件保存及循环迭代跟踪视频显示

跟踪文件关闭及其播放效果与思考2题

16
第七章  粒子滤波(PF)在电池寿命问题中参数估计及其寿命预测应用
电池寿命问题及其研究价值

参数估计问题的状态方程与观测方程

数据导入及噪声模拟与初始值设定

粒子生成及预测与观测校正和重采样

参数粒子滤波估计值及其显示解读分析

观测变量及观测预测值与观测估计值

观测3处数值对比与显示解读分析

噪声大小与参数初始值cftool拟合

参数拟合结果及其参数估计值问题

预测2个问题及其随变化参数的预测

17
第七章接续  粒子滤波(PF)在电池寿命问题中参数估计及其寿命预测
固定参数的预测及多组预测数据融合(8)

参数估计及预测问题的数值指标

程序6点留意之处及改进建议(5)

18
第八章  粒子滤波算法理论推导与分析
计算函数期望与重要性采样法基本思想

贝叶斯重要性采样公式由来及其计算分析

重要性采样结果及其不足与改进

贝叶斯重要性采样步骤之函数期望与权值公式

贝采样三到六步与序贯重要性采样基本思想

权值关系式与重要性函数q因式分解及合理性(8)

后验概率密度p的递归关系

权值递归关系与后验概率密度近似等式(8)

序贯重要性采样算法流程及伪代码

有效采样尺度指标计算公式及优缺点

19
第八章接续  粒子滤波算法理论推导与分析
重要性概率密度在工程的选择及权值关系

重要性概率密度选择标准及其最优形式

为什么重采样及怎样重采样(8)

重采样的2策略与4个方法介绍

序贯重要性采样SIS算法流程再复习(8)

采样重要性再采样SIR算法示意图分析

SIR与SIS差别及标准粒子滤波流程

标准粒子滤波流程及重要性概率密度作用

权值退化现象及重采样4个方法与总结

20
第九章  辅助粒子滤波跟踪非线性系统及大气下落物体
课程结构与粒子滤波(PF)简介

辅助粒子滤波APF思路简介

辅助粒子滤波算法5个步骤解读

程序中各个参数含义及设置问题(13)

状态与观测方程及程序显示先看

程序输入与输出变量及各个步骤分析(15)

粒子二次生成及其权重计算公式(13)

稳定权重及加权求和得到滤波估计(11)

有效粒子数与再采样及运行显示(11)

SIS程序的6处可改及SIR程序说明(11)

21
第九章接续  辅助粒子滤波跟踪非线性系统及大气下落物体
辅助粒子滤波函数的输入输出变量含义

APF中辅助变量的产生及作用

加权求状态估计与观测估计(8)

APF的5步程序实现及权值稳定作用(14)

APF程序的8处可改之处的建议(11)

辅助变量大小对均方误差影响分析(8)

模型扩展与算法扩展问题介绍

辅助粒子滤波算法的6个思考问题(8)

影响估计准确性的几个参数与结果(14)

辅助粒子滤波算法的几点总结(5)

22
第九章接续二  辅助粒子滤波跟踪非线性系统及大气下落物体
大气环境的落体运动问题简介(15)

微分方程龙格库塔解法及弹道系数

算法参数及初始值等设置及含义

初始粒子及状态方程与观测方程

观测新息及权重与归一化处理(11)

APF算法权重调整及状态滤波估计值

辅助粒子滤波与粒子滤波对比分析数据

图形10个对比分析两个算法结果

参数4个对APF和PF的影响结果

模型与算法扩展及思考5个问题

23
第十章  微分方程状态变量跟踪3自由度质量弹簧系统
微分方程标准形式及其记号含义与降阶变换

函数f的m文件编程与ode45语法

四阶龙格库塔算法求解微分方程

Runge-Kutta方法再解VanderPol方程
二阶动力学系统及其变换与求解思路
命令ODE45求解VanderPol方程程序

龙格库塔法再解上方程及6处可改建议程序

三自由度质量弹簧系统记号含义说明

二阶微分方程描述弹簧系统

二阶微分方程降阶成一阶方程变换

24
第十章接续  微分方程状态变量跟踪3自由度质量弹簧系统
二阶动力学系统函数f编程与主程序

响应时程与速度及相平面图显示分析

拟选改编主程序PF14中寻找改编之处

变量维数变化及程序对应改编处理

时间初始值与变量循环迭代问题处理

程序调试问题再现及改写

dPF子函数易读性及程序步步验证
改编参考程序介绍及改编问题

改编后程序运行结果及显示解读

主程序的9点问题讲解

25
第十章接续二  微分方程状态变量跟踪3自由度质量弹簧系统
数模系统说明与两个子函数调用

单个算法绘图与两个算法绘图对比

运行时间均值与估计均方误差对比分析

程序可改7处建议与模型扩展问题

算法扩展及思考13个问题

微分方程描述状态变量的PF算法总结

26
第十一章  正则化粒子滤波分析非线性跟踪系统
正则化粒子滤波介绍及基本思想
后验概率密度公式与粒子耗尽问题

核概率密度定义及其最优要求

最优带宽公式及RPF有关结论

正则化粒子滤波伪代码流程与步骤

状态空间系统与最优带宽及3个核函数

核函数图形及正则化所在程序位置

RPF算法参数设置及粒子初始化
命令cov与chol的语法及实例

定义正则化粒子及利用核函数求权值

27
第十一章接续  正则化粒子滤波分析非线性跟踪系统
再采样及粒子的离散与连续概率分布

程序运行图形及结果与均方根误差

RPF程序的5点可改之处的建议

算法思考7个问题及总结强调

28
第十二章  正则化粒子滤波与PF对比分析非线性数模系统
正则化粒子滤波的论文解读

非线性系统及程序参数设置

两个滤波算法程序段落对比分析

图形显示实际状态值及PF和RPF估计值

可改之处及模型与算法扩展问题

思考6个问题与论文写作及算法结合总结