似然函数:在统计学中,是一种关于统计模型参数的函数。给定输出 x 时,关于 参数 θ 的似然函数 L(θ)(在数值上)等于给定参数 θ 后变量 X 的概率。
最大似然估计:事件 A 与参数 有关,θ 取值不同,则 P(A)也不同。若 A 发 生了,则认为此时的 θ 值就是 θ 的估计值。 离散型 设总体 X 是离散型随机变量,其概率函数为 p ( x; ) ,其中 θ 是未知参数。 设 X1 , X 2 , X n 为取自总体 X 的样本,X1 , X 2 , X n 的联合概率函数为 p( X i ; ) ,
求最大似然函数估计值的一般步骤: 写出似然函数 对似然函数取对数,并整理 求导数 解似然方程
6、 均方误差 均方误差(Mean Squared Error, MSE) :在数理统计中均方误差是指参数估计值 与参数真值之差平方的期望值。
定义 2 设 X 是连续型随机变量,其密度函数为 f x ,如果 义 X 的数学期望为
(2) 最佳融合数的选择方法 得到置信距离矩阵后需要选择一个临界值 ij 对置信距离进行划分,用以判 断两个传感器输出数据之间是否支持。
称 L( ) 为似然函数。极大似然估计法就是在参数 θ 的可能取值范围 Θ 内,选取 使 L( ) 达到最大的参数值 ˆ ,作为参数 θ 的估计值,即取 θ,使
1、基于贝叶斯估计的多传感器检测数据融合方法 该方法主要用于利用多个相同类型传感器对同一被测参数的测量, 使用该方 法可以改善单个传感器可靠性对最终测量结果的影响。 (1) 置信距离理论 xi 和 xj 分别表示在一次测量中第 i 个和第 j 个传感器的输出数据,有:
在已知 ( x1 , x2 ,, xl ) 的条件下,被测参数 μ 的条件概率密度函数的指数部分
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置信距离反映了传感器输出数据之间的相互支持关系,如 dij 反映了传感器 i 输出数据对传感器 j 输出数据的支持程度。置信距离越小,两个传感器的观测值 越相近,否则偏差就很大。 由此方法可以得到 n 个传感器中任意两个传感器输出数据之间的置信距离, 将这些值用矩阵形式表示,即为 n 个传感器输出数据的置信距离矩阵。
当 dij ij 时,认为第 i 个传感器的输出支持第 j 个传感器的输出数据,当
dij ij 时,认为第 i 个传感器的输出不支持第 j 个传感器的输出数据。
因此,求总体参数 θ 的极大似然估计值的问题就是求似然函数 L( ) 的最大 值问题,可通过解下面的方程
d ln L( ) 0 称为似然方程。解上述两个方程得到的 ˆ 就是参数 θ 的极大似然估 d
如果采用平方误差损失函数,则 θ 的贝叶斯估计量 ˆ 是在给定 x 时 θ 的条件 期望,即:
求贝叶斯估计的方法: (平方误差损失下) 确定 θ 的先验分布 p 求样本集的联合分布
关系矩阵表示任意两个传感器输出之间是否支持, 由此可以判断每一个传感 器输出数据是否认为有效。这样需要第二个临界值 m,即对于一个传感器输出, 当它被多于 m 个传感器输出支持时认为其输出数据有效。由此方法依据关系矩 阵对 n 个传感器的输出结果进行选择,得到 l 个有效数据参与融合计算,这 l 个 有效数据成为最佳融合数。 (3) 基于贝叶斯估计的融合计算方法
3、 贝叶斯公式 定义设Ω 为试验 E 的样本空间,B 为 E 的事件, A1 , A2 , An 为Ω 的一个划分,且
f ( X ; ) 。所以,按极大似然法,应选择 θ 的值使此概率达到最大,取似然函
选择当一个传感器输出数据被 5 个以上传感器支持时认为该传感器输出数 据有效,故得到最佳融合数由第三、第六和第八个传感器输出数据组成,最终融 合结果:
2、 条件数学期望 定义 X 在 Y y 的条件下的条件分布的数学期望称为 X 在 Y y 的条件下的条件 期望。 当 X , Y 为离散随机向量时
大的值。换句话说,θ 应使样本值 x1 , x2 , xn 的出现具有最大的概率,将上式看 作 θ 的函数,并用 L( ) 表示,就有:
2、基于最大似然法的多传感器数据融合方法 (1) 置信距离、关系矩阵和最佳融合数的确定 同 1。 (2) 最大似然法 假设各传感器测量值服从高斯分布,即: