深入AMCL(二):2d激光雷达似然域测量模型

首先,概率滤波的思想目的是为求变量X的概率分布函数(一般情况下为条件概率分布) F(x)=P(ξX最优估计值U即指满足公式F(U)=Max。

1.卡尔曼滤波(EKF,UKF先不说)只考虑高斯噪声,线性模型,因此变量X的后验概率分布肯定也为高斯分布(高斯分布经过线性变换还是高斯分布,只是参数改变),因此只需要利用预测(先验)和量测(似然)更新后验概率的均值与方差,即可得出变量X的后验概率分布(且能证明样本均值即为无偏估计)。

2.粒子滤波还是为了求后验概率分布函数,不过因为模型非线性,又或噪声分布不服从高斯分布,那么求概率分布函数解析式太难,采用很多样本数据替代分布函数(大数定理,就是费处理速度),基本全部该变量X取值样本有了,最优估计均值也就能求得到了。

3.下面再简单说一下AMCL中的位姿粒子权值分配。先贴一张图(概率机器人P130)深入AMCL(二):2d激光雷达似然域测量模型_第1张图片
3.1.似然域测量模型认为测量的结果包含一个高斯分布噪声和随机噪声;
3.2.激光测量距离(x,y)变换到map坐标系;
3.3.dist越大,则概率q越小(小概率事件发生一般认为不可靠),则变换矩阵(粒子)不可信;
3.4.把点云配对变成计算测量误差(也就是获取dist),并获取该误差发生的概率大小;

似然域测量模型比较理想,因此在场景有些变化,和动态人存在干扰的情况,估计的pose精度会下降。放大测量方差或许会有效果,最好要是能引入类似非线性优化中的核函数(损失函数)或许不错。

一些心得总结,写的比较散,感兴趣可以留言或者加微信(15112119047)讨论。

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