1. 无线传感器网络基于混合量化卡尔曼融合的目标跟踪方法,其特征在于该方法包括以下步骤:
步骤1.系统建模
1.1给出线性多传感器动态系统
表示时刻 , 是在时刻 感兴趣的目标的状态变量, 是时间从的系统矩阵,过程噪音 是均值为零的高斯白噪音向量,它的协方差矩阵式是, 是在时刻 的传感器的测量值, 是相关的测量矩阵, 是均值为零的高斯白噪音;
步骤2、比特位量化误差的建模
2.1 测量方程的自适应比特量化建模; ; m(k)是测量方程经过量化的信息矩阵, 是测量误差和量化误差向量之和, n(k)是量化误差向量;
2.2 的近似协方差矩阵
表示 的协方差矩阵, 表示测量方程q经过量化的比特误差的协方差矩阵, 表示第r个测量节点的上限值, 表示第r个测量节点的下限值, 表示量化方程的个数, 表示第r个传感器节点测量方程量化信息的字节数, 表示量化点的个数, 是 的协方差矩阵, 是 的近似协方差矩阵;
2.3量化误差的扩展状态建模 扩展状态的新系统模型如下:
是在时刻 感兴趣的目标的扩展状态变量, 是时间从 的扩展后的系统矩阵,过程噪音 是均值为零的高斯白噪音向量,它的协方差矩阵式是, 是相关的测量矩阵, 为 的协方差误差;
步骤3、两种建模方法的分布式融合估计
3.1 基于量化误差的近似协方差建模的WSFKFQM-CN估计值;
是基于量化误差的近似协方差建模的WSFKFQM-CN估计值, 是的系数矩阵, 是 的系数矩阵;
3.2 基于量化误差的扩展状态建模的WSFKF-CN估计值
是基于量化误差的扩展状态建模的WSFKF-CN估计值, 是 的系数矩阵, 是 的系数矩阵;
3.3 两种量化误差估计的分布式融合线性组合公式如下:
是两种量化估计的分布式融合估计值, 和 是线性组合系数,等于 , 表示 的误差协方差矩阵, 表示的误差协方差矩阵, 表示 和 协方差矩阵, 表示和 协方差矩阵;
步骤4、多传感器系统的混合量化融合估计
4.1 多传感器的测量方程 是测量方程 的测量值, 是高斯白噪音,N代表传感器个数;
4.2 扩展形式的测量方程和测量噪音的去相关性
是测量方程N和测量方程K的相关测量噪音的协方差矩阵,上面所给的矩阵说明,多传感器的测量噪音是相关的;为了满足常规的压缩融合方案,噪音去相关性是必须的;因此为了得到非相关噪音的测量方程,需要对R(k)进行对角化;根据矩阵分析的知识,对于对称矩阵R(k),一定存在一个正交矩阵U(k),使; 是个对角矩阵;
是经过对角化的测量噪音的协方差矩阵, 是经过对角化测量方程n的测量噪音的协方差矩阵, 是测量方程 的测量噪音的协方差矩阵, 表示正交变换后的测量值, 表示正交变换后的测量矩阵, 表示正交变换后的测量误差;
4.3正交变换后的测量方程的压缩融合通过传统的集中式压缩融合方法,可以得到 是在时刻 经过集中式压缩融合后的测量值, 是相关的测量矩阵,是均值为零的高斯白噪音,它的协方差矩阵为 ;
得到最终的压缩融合测量方程,然后再经过量化和分布式融合估计,得到最终的混合量化融合的估计值。