[發明專利]一種分布式異構自適應粒子濾波直接跟蹤方法

有效

• 申請號: 201811453194.5
• 申請日: 2018-11-30
• 公開（公告）號: CN109710978B
• 公開（公告）日: 2022-05-03
• 發明（設計）人: 夏威;孫美秋;王謙;任媛媛;李菁華
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: G06F30/25
• 分類號: G06F30/25;G06F17/18
• 代理公司: 電子科技大學專利中心 51203
• 代理人: 甘茂

1.一種分布式異構自適應粒子濾波直接跟蹤方法，包括以下步驟：

步驟1.第一次數據交換，在k時刻，接收機l與鄰居接收機互相交換接收信號，組成觀測矩陣；

步驟2.接收機l根據隨機預測粒子以及相應的粒子權重，更新接收機l處發射機全局狀態向量的局部中間狀態估計值ψ_l,k以及相應的協方差矩陣Λ_l,k：

步驟3.第二次數據交換，接收機l與鄰居接收機互相交換局部中間狀態估計值ψ_l,k；

步驟4.結合，接收機l計算得到k時刻發射機位置的局部估計值

其中，a_j,l,k為非負加權系數，滿足條件：

當時，a_j,l,k＝0；

表示包含接收機l的鄰居接收機的集合，集合內接收機個數為n_l；

步驟5.接收機l計算k+1時刻最優組合系數；

利用局部中間狀態估計值ψ_l,k構造局部最優代價函數：

其中，E運算符表示求數學期望，x_k表示發射機k時刻的狀態向量，

b_l,k包含a_l,k中的非零元素：e_l,h表示單位矩陣的第h列，a_l,k表示組合系數矩陣(a_j,l,k)_L*L的第l列，

Ψ_l,k＝Ψ_kS_l、Ψ_k＝[ψ_1，k,ψ_2，k,…,ψ_L，k]，

表示維度為n_l×n_l的單位陣、表示n_l維的全1列向量；

迭代求解上述局部最優代價函數：

初始值b_l,1＝1/n_l，按照下式迭代：

其中，

則：

其中，1表示全1列向量；

步驟6.根據局部估計值和協方差矩陣Λ_l,k構造后驗概率分布p(x_k|Z_l,1:k)：

步驟7.接收機l通過后驗概率分布采樣生成個更新粒子根據更新粒子的分布范圍，獲得子劃分的個數則計算接收機l的期望粒子數

其中，ε_l為KLD上限，為標準正態分布的1-γ_l上分位數；

當或時，進入步驟9；否則，進入步驟8；

步驟8.令并返回步驟7；

步驟9.重采樣生成k+1時刻的預測粒子并計算k+1時刻接收機l上的均值和方差進而構建高斯模型的近似局部預測分布：