使用 Levenberg-Marquart 方法最小化成本

计算科学 优化 scipy 最小二乘
2021-12-02 08:30:43

我想最小化表单的成本函数,

minq,t(qT(A+B)q+tTCt+δt+εQ(q)TW(q)t+λ(1qTq)2)

使用scipy.optimize.least_squares函数的 Levenberg-Marquart 方法。但是我看不到如何根据残差来制定它,以便我可以使用这种方法。否则,我会收到错误消息:

当残差数小于变量数时,方法lm不起作用。

我的成本函数定义如下:

def canonical_cost(qv, t, A, B, C, delta, epsilon, lam):
    assert(type(qv) is np.ndarray and len(qv) == 4)
    # assert(type(t) is np.ndarray and len(t) == 3)

    q = Quaternion(*qv)
    qv, tv = qv.reshape(-1, 1), np.vstack(([0], t.reshape(-1, 1)))

    f1 = qv.T @ (A + B) @ qv
    f2 = tv.T @ C @ tv + delta @ tv + epsilon @ (q.Q.T @ q.W) @ tv
    qnorm = (1 - qv.T @ qv)**2
    return np.squeeze(f1 + f2 + lam*qnorm)

我尝试优化,

def cost(x):
    qv, t = x[:4], x[4:]
    return canonical_cost(qv, t, A, B, C, delta, epsilon, lam)

result = opt.least_squares(cost, initial_conditions, method='lm',
                               **kwargs)
1个回答

也许您可以增加输出以包含足够的值为 0 的假残差,以便lm接受您的函数。