1.7.AMCL包源码分析 | 粒子滤波器模型与pf文件夹(三)
2.基于FPGA的算术算术任意点滑动平均(滑动窗长度和数据位宽参数化,例化时参数可设置)
7.AMCL包源码分析 | 粒子滤波器模型与pf文件夹(三)
在上一讲中,我们深入探讨了pf.cpp文件,滤波滤波它将Augmented-MCL算法和KLD-sampling算法融合使用。源码原理重点在于pf_pdf_gaussian_sample(pdf)函数、算术算术pf_init_model_fn_t初始化模型以及pf->random_pose_fn方法进行粒子初始化。均值解释均值整站源码获取工具粒子的滤波滤波插入和存储采用kd树数据结构,同时kd树也表达直方图的源码原理k个bins,通过叶子节点数展现。算术算术
本讲聚焦kd树在粒子滤波器模型中的均值解释均值作用(pf_kdtree.cpp)、概率密度函数pdf与特征值分解的滤波滤波关系(eig3.cpp、pf_vector.cpp)以及如何利用pdf生成随机位姿(pf_pdf.cpp),源码原理同时解释kd树与直方图的算术算术对应关系。
在概率密度函数pdf的均值解释均值创建中,我们首先定义一个高斯PDF结构体pf_pdf_gaussian_t,滤波滤波包含均值和协方差的描述,接着进行协方差矩阵的分解,通过Housholder算子和QR分解完成特征值分解过程。
通过pdf结构体实现随机位姿的生成,具体在pf_pdf.cpp中pf_pdf_gaussian_sample函数实现,使用无均值带标准差的村庄建设游戏源码高斯分布进行生成。
kd树数据结构在pf_kdtree.cpp中定义,包括节点和树的初始化,以及新位姿的插入。kd树的插入依据树的性质,通过计算max_split、中位数和分支点维数来定位新节点位置。查找节点和计算给定位姿权重则通过kd树结构实现,最终将树中叶子节点打标签,以统计特性如均值和协方差计算整个粒子集。
kd树在AMCL中承担直方图功能,蜀门gs源码以叶子节点数目表示bin个数(k),概率密度函数pdf依赖于输入的均值和协方差生成,用于随机位姿的产生。此外,kd树还用于判断粒子集是否收敛。最后,kd树表达直方图的过程在pf.cpp中pf_update_resample函数中实现,而pf_resample_limit函数用于设定采样限制。
kd树在粒子滤波器模型中的作用包括存储粒子样本集、查找和插入新位姿,51云支付源码以及统计特性计算。概率密度函数pdf的使用除了初始化粒子位姿外,还有判断粒子收敛的作用。下一讲将探讨amcl_node.cpp的处理内容,包括初始位姿、激光数据和坐标系转换,以及粒子滤波器pf的运用。
基于FPGA的任意点滑动平均(滑动窗长度和数据位宽参数化,例化时参数可设置)
移动平均滤波(Moving Average Filtering)是一种基本的信号处理技术,旨在平滑一维信号,延时渲染C 源码减少噪声或去除高频成分。这种方法通过计算信号序列中滑动窗口内的数据平均值来实现。
假设给定一个信号序列,其中包含 N 个样本,移动平均滤波通过在序列上滑动一个固定长度为 M 的窗口来执行。对于每个窗口位置 k,输出值 y[k] 为窗口内样本值的平均,该平均值通过以下公式计算:
[公式]
这里,[公式]是归一化因子,确保窗口内样本的平均值得到正确计算。
滑动窗口大小 M 影响平滑效果:较大窗口平滑效果更佳,但可能产生滞后响应;较小窗口则快速响应信号变化,但平滑效果可能欠佳。移动平均滤波适用于平稳或缓慢变化的信号,对快速变化或脉冲信号可能效果不佳。
以包含噪声的信号序列为例,通过选择窗口大小为3,计算三个连续样本的平均值。以此类推,逐个计算输出值。在数学上,这相当于卷积,其中卷积核为长度为 N,所有元素值为 1/N 的向量。
在 MATLAB 中,利用 filter 函数实现移动平均滤波。通过调整滤波器系数来设定窗口大小和位宽,实现参数化处理。
FPGA 实现滑动平均提供了硬件加速,提升了处理速度和效率。在 FPGA 设计中,滑动平均模块具有输入输出框图,可配置窗口大小 N 和输入信号位宽 WIDTH,通过例化调用时设定参数。
以 点滑动平均和位宽为 8 的配置为例,使用依次递增 1 的数据进行测试,结果与 MATLAB 实现进行对比。通过配置参数调整窗口大小和位宽,实现灵活的数据处理。
测试激励代码和工程源码链接,可供参考。通过上述方法,实现从算法到硬件的高效转换,满足实时信号处理的需求。