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Log-PF: Particle Filtering in Logarithm Domain

Gentner, Christian und Zhang, Siwei und Jost, Thomas (2018) Log-PF: Particle Filtering in Logarithm Domain. Journal of Electrical and Computer Engineering, 2018. Hindawi. doi: 10.1155/2018/5763461. ISSN 2090-0147.

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Offizielle URL: https://doi.org/10.1155/2018/5763461

Kurzfassung

This paper presents a particle filter, called Log-PF, based on particle weights represented on a logarithmic scale. In practical systems, particle weights may approach numbers close to zero which can cause numerical problems. Therefore, calculations using particle weights and probability densities in the logarithmic domain provide more accurate results. Additionally, calculations in logarithmic domain improve the computational efficiency for distributions containing exponentials or products of functions. To provide efficient calculations, the Log-PF exploits the Jacobian logarithm that is used to compute sums of exponentials. We introduce the weight calculation, weight normalization, resampling, and point estimations in logarithmic domain. For point estimations, we derive the calculation of the minimum mean square error (MMSE) and maximum a posteriori (MAP) estimate. In particular, in situations where sensors are very accurate the Log-PF achieves a substantial performance gain. We show the performance of the derived Log-PF by three simulations, where the Log-PF is more robust than its standard particle filter counterpart. Particularly, we show the benefits of computing all steps in logarithmic domain by an example based on Rao-Blackwellization.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/119165/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Log-PF: Particle Filtering in Logarithm Domain
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Gentner, ChristianChristian.Gentner (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-4298-8195NICHT SPEZIFIZIERT
Zhang, Siweisiwei.zhang (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-4390-458XNICHT SPEZIFIZIERT
Jost, Thomasthomas.jost (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-1413-5427NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:2018
Erschienen in:Journal of Electrical and Computer Engineering
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Ja
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:2018
DOI:10.1155/2018/5763461
Verlag:Hindawi
ISSN:2090-0147
Status:veröffentlicht
Stichwörter:particle filter, PF, logarithm, Log-PF, particle filter in logarithm Domain, Channel-SLAM
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HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Kommunikation und Navigation
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R KN - Kommunikation und Navigation
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Vorhaben GNSS2/Neue Dienste und Produkte (alt)
Standort: Oberpfaffenhofen
Institute & Einrichtungen:Institut für Kommunikation und Navigation > Nachrichtensysteme
Hinterlegt von: Gentner, Dr. Christian
Hinterlegt am:05 Mär 2018 17:40
Letzte Änderung:21 Nov 2023 09:13

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