[發明專利]一種快速被動傳感器網絡多目標定位方法

有效

• 申請號: 202011248385.5
• 申請日: 2020-11-10
• 公開（公告）號: CN112666515B
• 公開（公告）日: 2023-06-27
• 發明（設計）人: 蘭劍;劉爽;安翔;吳生盛;張樂;曹曉萌
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: G01S5/00
• 分類號: G01S5/00;G01C21/20
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 安彥彥

1.一種快速被動傳感器網絡多目標定位方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一：計算各傳感器之間的距離，按照相互之間的距離以及探測范圍判斷傳感器之間是否有共同觀測區域，以每一類中的傳感器兩兩之間不存在共同觀測區域為條件，對傳感器進行分類；

步驟二：在每個采樣時刻，通過刪除每一類中沒有觀測到目標的傳感器來更新分類結果，并對每一類中的傳感器的量測進行編號；

步驟三：根據傳感器分類結果，初始化被動傳感器網絡中可能的量測關聯組合；

步驟四：根據設定好的規則，計算所有滿足規則要求的量測組合所對應的目標位置及代價；

從有量測的傳感器分類中選擇m個類，m＝1,2,...,N，并從這些個類中各選擇一個傳感器，將這些傳感器的量測進行組合，對每一個量測組合，計算量測組合對應的目標位置以及定位誤差，利用服從卡方分布的檢驗統計量判斷該量測組合是否可能成立，并計算組合代價；

步驟五：根據一個目標同一時刻至多被同一傳感器觀測一次，一個量測只能來源于一個目標或雜波的原則，構建多維分配模型；

步驟六：利用線性規劃方法求解多維分配問題，得到多目標定位的位置集合，實現多目標定位。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟一包括如下步驟：

11)記被動傳感器集合，根據傳感器網絡中的傳感器位置計算各傳感器之間的距離，按照探測范圍限制，判斷任意兩個傳感器之間是否有共同探測區域，得到判別矩陣D_s×s；

12)從被動傳感器集合任意選定一個傳感器由判別矩陣D_s×s判斷余下的傳感器與選定傳感器之間是否存在共同探測區域，將不可能與選定傳感器有共同探測區域的α₁個傳感器與選定傳感器劃為一類，之后依次判斷任意兩個傳感器之間是否存在共同的觀測區域，若存在，則剔除出，直到被動傳感器集合中任意兩個傳感器之間都不存在共同的探測區域；

13)對余下的傳感器重復上述步驟12)，直到所有傳感器都被分類。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟二包括如下步驟：

21)t時刻，刪除步驟一分類后沒有量測的傳感器，得到新的分類結果；

22)將同一類中的傳感器的量測按照順序編號；每次對一個傳感器的量測進行編號時，在第一個量測之前添加一個虛擬量測，這些虛擬量測在表示量測組合關聯假設時，表示目標本應卻并未被所屬傳感器所觀測到。

4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟三包括如下步驟：

31)根據傳感器分類結果，被動傳感器網絡中可能的量測關聯組合假設可表示為其中，n_i表示第i類傳感器A_i含虛擬量測的量測編號個數，N為傳感器分類個數，C(i₁,i₂,...,i_N)表示量測組合可能性矩陣，表示中的一個量測組合下標中第s位的i_s表示來自第s類傳感器的第i_s個量測，根據步驟二，該量測可以為第s類中某個傳感器的真實量測，或者為虛擬量測；

32)初始化N維張量的各元素為0，該張量用于記錄量測組合是否錯誤，以及是否被計算；當C(i₁,i₂,...,i_N)＝1時，表示量測組合可能正確，且對應的目標位置以及代價已計算；當C(i₁,i₂,...,i_N)＝-1時，表示量測組合不正確，即為一組錯誤的量測關聯組合；當C(i₁,i₂,...,i_N)＝0時，表示量測組合對應的目標位置及代價未計算；

33)根據傳感器分類結果，被動傳感器網絡中數據的關聯結果表示為集合中的元素個數表示通過量測關聯獲得的可能目標的個數。