1.7.AMCL包源码分析 | 粒子滤波器模型与pf文件夹(三)
2.基于FPGA的算术算术任意点滑动平均（滑动窗长度和数据位宽参数化，例化时参数可设置）

7.AMCL包源码分析 | 粒子滤波器模型与pf文件夹(三)

       在上一讲中，我们深入探讨了pf.cpp文件，滤波滤波它将Augmented-MCL算法和KLD-sampling算法融合使用。源码原理重点在于pf_pdf_gaussian_sample(pdf)函数、算术算术pf_init_model_fn_t初始化模型以及pf->random_pose_fn方法进行粒子初始化。均值解释均值obsidian源码分析粒子的滤波滤波插入和存储采用kd树数据结构，同时kd树也表达直方图的源码原理k个bins，通过叶子节点数展现。算术算术

       本讲聚焦kd树在粒子滤波器模型中的均值解释均值作用（pf_kdtree.cpp）、概率密度函数pdf与特征值分解的滤波滤波关系（eig3.cpp、pf_vector.cpp）以及如何利用pdf生成随机位姿（pf_pdf.cpp），源码原理同时解释kd树与直方图的算术算术对应关系。

       在概率密度函数pdf的均值解释均值创建中，我们首先定义一个高斯PDF结构体pf_pdf_gaussian_t，滤波滤波包含均值和协方差的描述，接着进行协方差矩阵的分解，通过Housholder算子和QR分解完成特征值分解过程。

       通过pdf结构体实现随机位姿的生成，具体在pf_pdf.cpp中pf_pdf_gaussian_sample函数实现，使用无均值带标准差的class_Addmethod源码高斯分布进行生成。

       kd树数据结构在pf_kdtree.cpp中定义，包括节点和树的初始化，以及新位姿的插入。kd树的插入依据树的性质，通过计算max_split、中位数和分支点维数来定位新节点位置。查找节点和计算给定位姿权重则通过kd树结构实现，最终将树中叶子节点打标签，以统计特性如均值和协方差计算整个粒子集。

       kd树在AMCL中承担直方图功能，抖音公布源码以叶子节点数目表示bin个数（k），概率密度函数pdf依赖于输入的均值和协方差生成，用于随机位姿的产生。此外，kd树还用于判断粒子集是否收敛。最后，kd树表达直方图的过程在pf.cpp中pf_update_resample函数中实现，而pf_resample_limit函数用于设定采样限制。

       kd树在粒子滤波器模型中的作用包括存储粒子样本集、查找和插入新位姿，app画质助手源码以及统计特性计算。概率密度函数pdf的使用除了初始化粒子位姿外，还有判断粒子收敛的作用。下一讲将探讨amcl_node.cpp的处理内容，包括初始位姿、激光数据和坐标系转换，以及粒子滤波器pf的运用。

基于FPGA的任意点滑动平均（滑动窗长度和数据位宽参数化，例化时参数可设置）

       移动平均滤波（Moving Average Filtering）是一种基本的信号处理技术，旨在平滑一维信号，区块充电宝源码减少噪声或去除高频成分。这种方法通过计算信号序列中滑动窗口内的数据平均值来实现。

       假设给定一个信号序列，其中包含 N 个样本，移动平均滤波通过在序列上滑动一个固定长度为 M 的窗口来执行。对于每个窗口位置 k，输出值 y[k] 为窗口内样本值的平均，该平均值通过以下公式计算：

       [公式]

       这里，[公式]是归一化因子，确保窗口内样本的平均值得到正确计算。

       滑动窗口大小 M 影响平滑效果：较大窗口平滑效果更佳，但可能产生滞后响应；较小窗口则快速响应信号变化，但平滑效果可能欠佳。移动平均滤波适用于平稳或缓慢变化的信号，对快速变化或脉冲信号可能效果不佳。

       以包含噪声的信号序列为例，通过选择窗口大小为3，计算三个连续样本的平均值。以此类推，逐个计算输出值。在数学上，这相当于卷积，其中卷积核为长度为 N，所有元素值为 1/N 的向量。

       在 MATLAB 中，利用 filter 函数实现移动平均滤波。通过调整滤波器系数来设定窗口大小和位宽，实现参数化处理。

       FPGA 实现滑动平均提供了硬件加速，提升了处理速度和效率。在 FPGA 设计中，滑动平均模块具有输入输出框图，可配置窗口大小 N 和输入信号位宽 WIDTH，通过例化调用时设定参数。

       以 点滑动平均和位宽为 8 的配置为例，使用依次递增 1 的数据进行测试，结果与 MATLAB 实现进行对比。通过配置参数调整窗口大小和位宽，实现灵活的数据处理。

       测试激励代码和工程源码链接，可供参考。通过上述方法，实现从算法到硬件的高效转换，满足实时信号处理的需求。