Estimation of a dynamical system's latent state subject to sensor noise and model inaccuracies remains a critical yet difficult problem in robotics. While Kalman filters provide the optimal solution in the least squared sense for linear and Gaussian noise problems, the general nonlinear and non-Gaussian noise case is significantly more complicated, typically relying on sampling strategies that are limited to low-dimensional state spaces. In this paper we devise a general inference procedure for filtering of nonlinear, non-Gaussian dynamical systems that exploits the differentiability of both the update and prediction models to scale to higher dimensional spaces. Our method, Stein particle filter, can be seen as a deterministic flow of particles, embedded in a reproducing kernel Hilbert space, from an initial state to the desirable posterior. The particles evolve jointly to conform to a posterior approximation while interacting with each other through a repulsive force. We evaluate the method in simulation and in complex localization tasks while comparing it to sequential Monte Carlo solutions.


翻译:对动态系统受传感器噪音和模型不准确影响的潜伏状态进行估计,仍然是机器人中一个关键但困难的问题。虽然卡尔曼过滤器为线性和高西噪音问题提供了最不平方的优化解决方案,但一般的非线性和非加西语噪音案例则更为复杂得多,通常依赖限于低维状态空间的取样战略。在本文件中,我们设计了一个一般推论程序,用于过滤非线性和非加西语动态系统,利用更新和预测模型的可变性将范围扩大到更高维度空间。我们的方法,即施泰因粒子过滤器,可以被视为粒子的确定性流动,嵌入一个再生产内核的Hilbert空间,从初始状态到理想的外表层空间。粒子共同演变成符合远光线近光,同时通过反射力相互作用。我们评估模拟和复杂本地化任务的方法,同时将其与相继的蒙特卡洛解决方案进行比较。

0
下载
关闭预览

相关内容

Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
151+阅读 · 2019年10月12日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
174+阅读 · 2019年10月11日
机器学习入门的经验与建议
专知会员服务
92+阅读 · 2019年10月10日
ACM MM 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
5+阅读 · 2022年3月29日
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25日
【推荐】YOLO实时目标检测(6fps)
机器学习研究会
20+阅读 · 2017年11月5日
强化学习族谱
CreateAMind
26+阅读 · 2017年8月2日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2022年4月20日
Arxiv
0+阅读 · 2022年4月18日
Arxiv
0+阅读 · 2022年4月16日
VIP会员
相关资讯
ACM MM 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
5+阅读 · 2022年3月29日
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25日
【推荐】YOLO实时目标检测(6fps)
机器学习研究会
20+阅读 · 2017年11月5日
强化学习族谱
CreateAMind
26+阅读 · 2017年8月2日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员