分布式粒子滤波器的层次化重采样算法与架构

简介：
简介：本文提出了一种用于分布式粒子滤波器的层次化重采样算法及相应架构，有效解决了传统方法中的通信瓶颈和计算效率问题。 本段落介绍了用于分布式粒子滤波器（PF）的分层重采样（HR）算法及体系结构。该HR算法将传统的统计集中重采样的步骤分解为两个层次：中间重采样（IR）与单一重采样（UR），以适应于分布式的硬件实现，同时保持了相似的准确性。文中还提出了一种流水线化的残余累积重采样（RCR）方法来加速UR过程。 相较于传统的分布式架构设计，该方案省略了粒子重新分配步骤，并具有执行时间短和存储效率高的优点。原型在Xilinx Virtex IV FPGA（XC4VFX100-12FF1152）上实现并用于纯方位跟踪问题的处理，结果表明，在时钟频率为80 MHz的情况下，该系统能够以37.21 KHz的速度对输入观测值进行处理，并且可以支持高达8K个粒子。