In this paper, a new framework for continuous-time maximum a posteriori estimation based on the Chebyshev polynomial optimization (ChevOpt) is proposed, which transforms the nonlinear continuous-time state estimation into a problem of constant parameter optimization. Specifically, the time-varying system state is represented by a Chebyshev polynomial and the unknown Chebyshev coefficients are optimized by minimizing the weighted sum of the prior, dynamics and measurements. The proposed ChevOpt is an optimal continuous-time estimation in the least squares sense and needs a batch processing. A recursive sliding-window version is proposed as well to meet the requirement of real-time applications. Comparing with the well-known Gaussian filters, the ChevOpt better resolves the nonlinearities in both dynamics and measurements. Numerical results of demonstrative examples show that the proposed ChevOpt achieves remarkably improved accuracy over the extended/unscented Kalman filters and RTS smoother, close to the Cramer-Rao lower bound.


翻译:本文提出了基于 Chebyshev 多元度优化( ChevOpt) 的连续时间最高后期估算新框架, 将非线性连续时间估算转化为恒定参数优化问题。 具体地说, 时间分配系统状态由Chebyshev 多元度优化和未知Chebyshev 系数代表, 最大限度地减少先前、 动态和测量的加权和加权。 拟议的 ChevOpt 是最小方位感上的最佳连续时间估算, 需要批量处理。 提出了循环性滑动窗口版本, 以满足实时应用的要求。 与著名的高斯过滤器相比, ChevOpt 更好地解决了动态和测量中的非线性。 示范性实例的量化结果显示, 拟议的ChevOpt在扩展/ 不确定的Kalman 过滤器和 RTS 滑动器上取得了显著的提高的准确度, 接近 Cramer- Rao 下框。

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