似然函數(shù):在統(tǒng)計(jì)學(xué)中,是一種關(guān)于統(tǒng)計(jì)模型參數(shù)的函數(shù)。給定輸出 x 時,關(guān)于 參數(shù) θ 的似然函數(shù) L(θ)(在數(shù)值上)等于給定參數(shù) θ 后變量 X 的概率。
最大似然估計(jì):事件 A 與參數(shù) ? ? ? 有關(guān),θ 取值不同,則 P(A)也不同。若 A 發(fā) 生了,則認(rèn)為此時的 θ 值就是 θ 的估計(jì)值。 ? 離散型 設(shè)總體 X 是離散型隨機(jī)變量,其概率函數(shù)為 p ( x;? ) ,其中 θ 是未知參數(shù)。 設(shè) X1 , X 2 ,? X n 為取自總體 X 的樣本,X1 , X 2 ,? X n 的聯(lián)合概率函數(shù)為 ? p( X i ;? ) ,
求最大似然函數(shù)估計(jì)值的一般步驟: ? ? ? ? 寫出似然函數(shù) 對似然函數(shù)取對數(shù),并整理 求導(dǎo)數(shù) 解似然方程
6、 均方誤差 均方誤差(Mean Squared Error, MSE) :在數(shù)理統(tǒng)計(jì)中均方誤差是指參數(shù)估計(jì)值 與參數(shù)真值之差平方的期望值。
定義 2 設(shè) X 是連續(xù)型隨機(jī)變量,其密度函數(shù)為 f ? x ? ,如果 ? 義 X 的數(shù)學(xué)期望為
(2) 最佳融合數(shù)的選擇方法 得到置信距離矩陣后需要選擇一個臨界值 ?ij 對置信距離進(jìn)行劃分,用以判 斷兩個傳感器輸出數(shù)據(jù)之間是否支持。
稱 L(? ) 為似然函數(shù)。極大似然估計(jì)法就是在參數(shù) θ 的可能取值范圍 Θ 內(nèi),選取 使 L(? ) 達(dá)到最大的參數(shù)值 ?? ,作為參數(shù) θ 的估計(jì)值,即取 θ,使
1、基于貝葉斯估計(jì)的多傳感器檢測數(shù)據(jù)融合方法 該方法主要用于利用多個相同類型傳感器對同一被測參數(shù)的測量, 使用該方 法可以改善單個傳感器可靠性對最終測量結(jié)果的影響。 (1) 置信距離理論 xi 和 xj 分別表示在一次測量中第 i 個和第 j 個傳感器的輸出數(shù)據(jù),有:
在已知 ( x1 , x2 ,?, xl ) 的條件下,被測參數(shù) μ 的條件概率密度函數(shù)的指數(shù)部分
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置信距離反映了傳感器輸出數(shù)據(jù)之間的相互支持關(guān)系,如 dij 反映了傳感器 i 輸出數(shù)據(jù)對傳感器 j 輸出數(shù)據(jù)的支持程度。置信距離越小,兩個傳感器的觀測值 越相近,否則偏差就很大。 由此方法可以得到 n 個傳感器中任意兩個傳感器輸出數(shù)據(jù)之間的置信距離, 將這些值用矩陣形式表示,即為 n 個傳感器輸出數(shù)據(jù)的置信距離矩陣。
當(dāng) dij ? ?ij 時,認(rèn)為第 i 個傳感器的輸出支持第 j 個傳感器的輸出數(shù)據(jù),當(dāng)
dij ? ?ij 時,認(rèn)為第 i 個傳感器的輸出不支持第 j 個傳感器的輸出數(shù)據(jù)。
因此,求總體參數(shù) θ 的極大似然估計(jì)值的問題就是求似然函數(shù) L(? ) 的最大 值問題,可通過解下面的方程
d ln L(? ) ? 0 稱為似然方程。解上述兩個方程得到的 ?? 就是參數(shù) θ 的極大似然估 d?
如果采用平方誤差損失函數(shù),則 θ 的貝葉斯估計(jì)量 ?? 是在給定 x 時 θ 的條件 期望,即:
求貝葉斯估計(jì)的方法: (平方誤差損失下) ? ? 確定 θ 的先驗(yàn)分布 p ?? ? 求樣本集的聯(lián)合分布
關(guān)系矩陣表示任意兩個傳感器輸出之間是否支持, 由此可以判斷每一個傳感 器輸出數(shù)據(jù)是否認(rèn)為有效。這樣需要第二個臨界值 m,即對于一個傳感器輸出, 當(dāng)它被多于 m 個傳感器輸出支持時認(rèn)為其輸出數(shù)據(jù)有效。由此方法依據(jù)關(guān)系矩 陣對 n 個傳感器的輸出結(jié)果進(jìn)行選擇,得到 l 個有效數(shù)據(jù)參與融合計(jì)算,這 l 個 有效數(shù)據(jù)成為最佳融合數(shù)。 (3) 基于貝葉斯估計(jì)的融合計(jì)算方法
3、 貝葉斯公式 定義設(shè)Ω 為試驗(yàn) E 的樣本空間,B 為 E 的事件, A1 , A2 ,? An 為Ω 的一個劃分,且
? f ( X ;? ) 。所以,按極大似然法,應(yīng)選擇 θ 的值使此概率達(dá)到最大,取似然函
選擇當(dāng)一個傳感器輸出數(shù)據(jù)被 5 個以上傳感器支持時認(rèn)為該傳感器輸出數(shù) 據(jù)有效,故得到最佳融合數(shù)由第三、第六和第八個傳感器輸出數(shù)據(jù)組成,最終融 合結(jié)果:
2、 條件數(shù)學(xué)期望 定義 X 在 Y ? y 的條件下的條件分布的數(shù)學(xué)期望稱為 X 在 Y ? y 的條件下的條件 期望。 當(dāng) ? X , Y ? 為離散隨機(jī)向量時
大的值。換句話說,θ 應(yīng)使樣本值 x1 , x2 ,? xn 的出現(xiàn)具有最大的概率,將上式看 作 θ 的函數(shù),并用 L(? ) 表示,就有:
2、基于最大似然法的多傳感器數(shù)據(jù)融合方法 (1) 置信距離、關(guān)系矩陣和最佳融合數(shù)的確定 同 1。 (2) 最大似然法 假設(shè)各傳感器測量值服從高斯分布,即: