為解決無線信道非固定丟包率建模和丟包補償問題,研究了具有非固定丟包率的網(wǎng)絡化多傳感器融合估計問題。假定無線信道丟包率是非固定的,利用對過去得到的有限個測量值進行線性編碼的方法對丟包進行補償,針對系統(tǒng)矩陣中存在的非高斯非白噪聲隨機干擾,首先設計了一種利用每一時刻數(shù)據(jù)包到達變量的局部最優(yōu)估計器,其次推導出融合估計誤差協(xié)方差與傳感器傳輸概率之間的函數(shù)關系。最后通過算例仿真驗證所提方法的有效性。 

【文章來源】：北京航空航天大學學報. 2020,46(06)北大核心

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

網(wǎng)絡化分布式融合估計結構

分布式融合估計值和各傳感器局部最優(yōu)估計值的計算結果如圖2所示。5條曲線分別表示系統(tǒng)真實狀態(tài)xk、融合估計值 x ^ ok、局部最優(yōu)估計值 x ^ k 1 、 x ^ k 2 和 x ^ k 3 。由圖2可以看出,融合估計和局部估計均能較好地跟蹤系統(tǒng)真值。圖3表示融合估計和各傳感器局部估計的估計誤差協(xié)方差矩陣的跡的仿真結果。由圖3可以看出,融合估計誤差協(xié)方差矩陣的跡小于每一個局部估計誤差協(xié)方差矩陣的跡,從而驗證了式(20)。圖4表示每一時刻計算得到的次優(yōu)傳輸概率{p k,tran 1* ,p k,tran 2* ,p k,tran 3* }的計算結果。圖4可以看出,次優(yōu)傳輸概率在最開始隨著各局部誤差協(xié)方差矩陣的變化而變化,最終隨著誤差協(xié)方差矩陣的穩(wěn)定而穩(wěn)定,其穩(wěn)定值為{0.06,0.999,0.999},由式(22)和式(33)可知次優(yōu)傳輸概率的計算是離線進行的。表1為不同傳輸概率下所得到的融合估計誤差協(xié)方差矩陣的跡趨于穩(wěn)定的計算結果。由表1可以看出,傳感器傳輸概率增大并不意味著融合估計精度會提高,計算出的穩(wěn)定傳輸概率{0.06,0.999,0.999}雖不是全局最優(yōu)解,但是次優(yōu)解的精度損失不大,更重要的是其計算過程簡單,避免了高維矩陣的求逆,能夠有效提高實時性。圖5表示,當乘性噪聲分別在區(qū)間Dg=[-0.1,0.1]、Dg=[-0.3,0.3]和Dg=[-0.5,0.5]上服從均勻分布時,得到的融合估計誤差協(xié)方差矩陣的跡Tr(Pok)的計算結果。由圖5可以看出,gk的方差越大,即區(qū)間Dg的寬度越大,代表模型的不確定性越大,對應的Tr(Pok)越大,即融合估計誤差越大,這符合實際情況。圖6表示是否應用線性編碼對原始測量數(shù)據(jù)進行處理得到的融合估計誤差對比情況。由圖6可知,應用線性編碼后得到的融合估計誤差更小,這是因為線性編碼方法有效補償了丟失的原始測量數(shù)據(jù)信息,并且新的傳輸量與原始測量值維數(shù)相同,并未引入額外的計算負擔。圖3 估計誤差協(xié)方差矩陣的跡計算結果

估計誤差協(xié)方差矩陣的跡計算結果

【參考文獻】：
期刊論文
[1]一種基于數(shù)據(jù)驅動傳輸策略的帶寬受限的分布式融合估計器[J]. 趙國榮,韓旭,盧建華.  自動化學報. 2015(09)



本文編號：2980454