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最小二乘問題,,而不是方法

最小二乘是一大類問題,而不是一個簡單的方法

适用于:線性(非線性)方程組問題,如果觀測帶有噪聲,我們需要建立最小二乘模型。如果噪聲符合高斯分布,即最小二乘問題的解對應于原問題的最大似然解。

如果方程組是線性的(很好将測量值和待估計值分離),我們稱問題為線性最小二乘問題,否則稱其為非線性最小二乘問題。

線性最小二乘問題求解方法:

1)非齊次方程組

AX=b

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2)齊次方程組

AX=0

SVD分解

非線性最小二乘問題求解方法:

最小二乘問題,,而不是方法

整體能夠看的出來,線性的可以直接解公式,非線性的則需要求導,利用疊代求解

例子1:

假設我們要求重力加速度,h=1/2gt^2

我們測了很多組高度和時間,是以這個問題是線性最小二乘問題,可以用正規方程組法

例子2:

假設我們有一個方程有很多未知數,其中未知數有角度,幂指數等,這些未知數我們無法直接拆解出來

這個問題是非線性最小二乘問題,我們用疊代方法,可以選用高斯牛頓法或者LM法

我們需要首先構造觀測方程:在觀測值和待估參數之間建立的函數關系式。

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L為觀測值,f(x)為函數值,V(x)為觀測殘差,x為未知參數組成的向量 最小二乘準測為求x^使得觀測殘差的平方最小

最小二乘問題,,而不是方法

由于LL是恒定的,是以目标函數為

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然後利用高斯牛頓法進行疊代求解(這裡有個關鍵問題,你需要對每個變量進行求導,獲得雅可比矩陣,但是你手算求導肯定是很難的,可以借助matlab求導)

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高斯牛頓

最小二乘問題,,而不是方法

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