SLAM算法第一讲:Bayes公式
来源: 韦代文/
深圳玩智商科技有限公司
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2018-02-02

一、首先回顾下基本概念


1、这里举个栗子便于理解:

  箱子A中有红球白球各5个,先取出一个是白球的概率P(y)=0.5,不放回再取一个是红球的概率P(x|y)=5/(10-1);先取出白球再取出红球的概率P(x,y) =0.5*5/9。

  结论(x,y具有相关性):

1)、 y已经发生时,x的概率为:P(x|y) = P(x,y)/P(y)

2)、 x,y同时发生的概率又等于:P(x,y) = P(x|y)*P(y)

3)、 由P(x,y)=P(x|y)*P(y)= P(y|x)*P(x),可得:

P(x|y) = P(y|x)/P(y) * P(x) = ηP(y|x) * P(x|z),(P(y)是已知或易于获得的)

2、箱子B中放入红白黄三种球各若干,同理可得:

P(x|y,z)=P(y|x,z)/P(y|z)*P(x|z)=ηP(y|x,z)*P(x|z)............................................................................................(1)

3、在上述栗子中,如果连续多次抽取球,前n-1次都是黄球P(z),第n次是白球的概率:P(y)=∫P(y|z)*P(z)dz;

前n-1次都是黄球P(Z),第n次和第n+1次先后取出白球和红球(即在P(z)已发生的概率下,先发生P(y),再先发生P(x))的概率:P(x|y)=∫P(x|y,z) * P(z)dz ..............................................................................................................(2)


二、Markov 假设

如上图所示,在t时刻,机器人位于Xt位置,测量值为Zt;执行输入Ut后,机器人运动到X(t+1)位置,测量值为Z(t+1),以此类推。

虽然经历了才得到Zt,但确定Xt后,Zt只与Xt有关,故:

同理:

...........................................................................................................................................................................(3)


三、Bayes 公式


机器人在Xt点的信赖度为:

上述推导过程就是依据一二节所讲的公式(1、2、3)不断利用Bayes展开再用Markov消去非相关项得到的:

即便没有看懂也是没关系的,可以感性的理解bayes公式:

1) 机器人在Xt点的信赖度=机器人在X(t-1)点的信赖度*

机器人在X(t-1)时刻的输入

2)机器人在X(t-1)点的信赖度=机器人在X(t-2)点的信赖度*

机器人在X(t-2)时刻的输入

3)由此不断迭代。


至此,第一讲Bayes公式已结束,敬请期待下一讲:卡尔曼滤波。



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