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本書主要介紹粒子濾波的基本原理及其在非線性系統中的應用。為方便讀者快速掌握粒子濾波的精髓，本書采用原理介紹+實例應用+MATLAB程序仿真+中文注釋相結合的方式，向讀者介紹濾波的原理和實現過程。本書共9章，第1章緒論，介紹粒子濾波的發展狀況；第2章簡略地介紹MATLAB算法仿真編程基礎，便於零基礎的讀者學習后續章節介紹的原理；第3章介紹與粒子濾波相關的概率論基礎；第4章介紹蒙特卡洛的基本原理；第5章介紹粒子濾波的基本原理；第6章介紹粒子濾波的改進算法，主要是EPF算法和UPF算法。第7章和第8章為粒子濾波在目標跟蹤、電池參數估計中的應用；第9章為Simulink環境下粒子濾波器的設計。
黃小平，男，1984年6月生，江西省上饒縣人，本科畢業於北京交通大學自動化專業，碩士畢業於北京航空航天大學控制科學與工程專業，博士就讀於中國科學技術大學計算機應用專業，主要研究信號與信息處理，著有《卡爾曼濾波原理及應用——MATLAB仿真》、《粒子濾波原理及應用——MATLAB仿真》。
第1章 緒論
1.1 粒子濾波的發展歷史
1.2 粒子濾波的現狀及趨勢
1.3 粒子濾波的特點
1.4 粒子濾波的應用領域
1.5 小結
1.6 參考文獻
第2章 編程基礎
2.1 MATLAB簡介
2.1.1 MATLAB發展歷史
2.1.2 MATLAB 7.10 的系統簡介
2.1.3 M-File編輯器的使用
2.2 數據類型和數組
2.2.1 數據類型概述
2.2.2 數組的創建
2.2.3 數組的屬性
2.2.4 數組的操作
2.2.5 結構體和元胞數組
2.3 程序設計
2.3.1 條件語句
2.3.2 循環語句
2.3.3 函數
2.3.4 畫圖
2.4 常用的數學函數
2.5 編程基礎實踐
2.6 小結
第3章 概率論與數理統計基礎
3.1 基本概念
3.1.1 隨機現象
3.1.2 隨機試驗
3.1.3 樣本空間
3.1.4 隨機事件、隨機變量
3.2 概率與頻率
3.2.1 相關定義
3.2.2 大數定律
3.2.3 中心極限定律
3.3 條件概率
3.3.1 相關概念
3.3.2 全概率公式和貝葉斯公式
3.4 數字特征
3.5 幾個重要的概率密度函數
3.5.1 均勻分布
3.5.2 指數分布
3.5.3 高斯分布
3.5.4 伽馬分布
3.6 白噪聲和有色噪聲
3.6.1 白噪聲和有色噪聲的定義
3.6.2 白噪聲和有色噪聲的比較
3.7 小結
第4章 蒙特卡洛原理
4.1 蒙特卡洛概述
4.1.1 歷史及發展
4.1.2 算法引例
4.2 蒙特卡洛方法
4.2.1 主要步驟
4.2.2 隨機數的產生
4.2.3 Monte Carlo方法的收斂性
4.2.4 Monte Carlo的應用特征
4.3 模擬
4.3.1 物理模擬
4.3.2 計算機模擬
4.4 蒙特卡洛的應用
4.4.1 蒲豐針實驗
4.4.2 定積分的計算
4.5 小結
第5章 粒子濾波原理
5.1 算法引例
5.2 系統建模
5.2.1 狀態方程和過程噪聲
5.2.2 觀測方程和測量噪聲
5.3 核心思想
5.3.1 均值思想
5.3.2 權重計算
5.4 優勝劣汰
5.4.1 隨機重采樣
5.4.2 多項式重采樣
5.4.3 系統重采樣
5.4.4 殘差重采樣
5.5 粒子濾波器
5.5.1 蒙特卡洛采樣
5.5.2 貝葉斯重要性采樣
5.5.3 SIS濾波器
5.5.4 Bootstrap/SIR濾波器
5.5.5 粒子濾波算法通用流程
5.6 粒子濾波仿真實例
5.6.1 一維系統建模
5.6.2 一維系統仿真
5.6.3 數據分析
5.7 小結
5.8 參考文獻
第6章 改進粒子濾波算法
6.1 基本粒子濾波存在的問題
6.2 建議密度函數
6.3 EPF算法
6.4 LIPF 算法
6.5 PF、EPF、UPF綜合仿真對比
6.6 小結
6.7 參考文獻
第7章 粒子濾波在目標跟蹤中的應用
7.1 目標跟蹤過程描述
7.2 單站單目標跟蹤系統建模
7.3 單站單目標觀測距離的系統及仿真程序
7.3.1 基於距離的系統模型
7.3.2 基於距離的跟蹤系統仿真程序
7.4 單站單目標純方位角度觀測系統及仿真程序
7.4.1 純方位目標跟蹤系統模型
7.4.2 純方位跟蹤系統仿真程序
7.5 多站單目標純方位角度觀測系統及仿真程序.
7.5.1 多站純方位目標跟蹤系統模型
7.5.2 多站純方位跟蹤系統仿真程序
7.6 非高斯模型下粒子濾波跟蹤仿真
7.7 小結
第8章 粒子濾波在電池壽命估計中的應用
8.1 電池壽命課題背景
8.2 電池壽命預測模型
8.2.1 以容量衰減為基礎的儲存壽命模型
8.2.2 以阻抗增加、功率衰退為基礎的儲存壽命模型
8.2.3 以阻抗增加、功率衰退為基礎的循環壽命模型
8.2.4 以容量衰減為基礎的循環壽命模型
8.3 基於粒子濾波的電池壽命預測仿真程序
8.4 小結
8.5 參考文獻
第9章 Simulink仿真
9.1 Simulink概述
9.1.1 Simulink啟動
9.1.2 Simulink仿真設置
9.1.3 Simulink模塊庫簡介
9.2 S函數
9.2.1 S函數原理
9.2.2 S函數的控制流程
9.3 目標跟蹤的Simulink仿真
9.3.1 狀態方程和觀測方程的Simulink建模
9.3.2 基於S函數的粒子濾波器設計及其在跟蹤中的應用
9.4 小結
