Optimierung der Zielfunktionen

Vorwort

 

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·        Es treten zwei Hauptprobleme bei der Optimierung der Zielfunktion auf:

 

1.   Die starke Abhängigkeit zwischen der Brennweite und , erfordert ein Verfahren, das eine zuverlässige Schätzung von  bereitstellt

2.   Sicherer Umgang mit Ausreißern, die aus bestimmten Gründen auftreten können – besonders während der ersten Iterationsschritte

 

Ø     Verwendung von nicht linearen Gewichten als Ergänzung zu den Zielfunktionen – sogenannte M-Estimates

 

·        Methode der M-Estimates:

 

-           Verallgemeinerung der Methode der kleinsten Quadrate

-           Anstelle der Optimierung von Verwendung einer symmetrischen, positiv definiten Funktion  um  zu optimieren

 

·        Implementierung der Optimierungsfunktion durch die Methode der kleinsten Quadrate mit der Umgewichtung  in jedem Iterationsschritt

 

Ø     Verwendung von Tukey´s Biweight Function :

 

             mit =4,6851

 

·        Damit erhält man eine Gewichtung , wobei  die Standardabweichung der Residuen ist

 

·        Abbildung 7: Tukey´s Biweight Function zur Unterdrückung von Ausreißern:  mit =4,6851 hat  eine Effizienz von ca. 95% bei Standardnormalverteilung (links: , mittig: Tukey´s Biweight Function, rechts: )

 

 

 

Ø     Verwendung der Levenberg-Marquardt-Methode, um  in den einzelnen Iterationsschritten zu berechnen:

 

 

-           Kombination aus einfacher Gradienten-Methode und Newton-Verfahren, mit Regulierung jedes Iterationsschritts durch Parameter

 

-           Mit : Levenberg-Marquardt-Schritt  = Schritt der Newton-Methode

 

-           Mit : Levenberg-Marquardt-Schritt = Schritt der Gradienten-Methode

 

-           Je größer  desto größer ist auch der Korrekturschritt

 

-           Ein geeignetes garantiert, dass die Levenberg-Marquardt-Methode konvergiert bzw. die Zielfunktion ein Optimum erreicht

 

 

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Vortrag