為解決無線信道非固定丟包率建模和丟包補(bǔ)償問題,研究了具有非固定丟包率的網(wǎng)絡(luò)化多傳感器融合估計(jì)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(gè)測量值進(jìn)行線性編碼的方法對丟包進(jìn)行補(bǔ)償,針對系統(tǒng)矩陣中存在的非高斯非白噪聲隨機(jī)干擾,首先設(shè)計(jì)了一種利用每一時(shí)刻數(shù)據(jù)包到達(dá)變量的局部最優(yōu)估計(jì)器,其次推導(dǎo)出融合估計(jì)誤差協(xié)方差與傳感器傳輸概率之間的函數(shù)關(guān)系。最后通過算例仿真驗(yàn)證所提方法的有效性。 

【文章來源】：北京航空航天大學(xué)學(xué)報(bào). 2020,46(06)北大核心

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

網(wǎng)絡(luò)化分布式融合估計(jì)結(jié)構(gòu)

分布式融合估計(jì)值和各傳感器局部最優(yōu)估計(jì)值的計(jì)算結(jié)果如圖2所示。5條曲線分別表示系統(tǒng)真實(shí)狀態(tài)xk、融合估計(jì)值 x ^ ok、局部最優(yōu)估計(jì)值 x ^ k 1 、 x ^ k 2 和 x ^ k 3 。由圖2可以看出,融合估計(jì)和局部估計(jì)均能較好地跟蹤系統(tǒng)真值。圖3表示融合估計(jì)和各傳感器局部估計(jì)的估計(jì)誤差協(xié)方差矩陣的跡的仿真結(jié)果。由圖3可以看出,融合估計(jì)誤差協(xié)方差矩陣的跡小于每一個(gè)局部估計(jì)誤差協(xié)方差矩陣的跡,從而驗(yàn)證了式(20)。圖4表示每一時(shí)刻計(jì)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(jì)算結(jié)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(jì)算是離線進(jìn)行的。表1為不同傳輸概率下所得到的融合估計(jì)誤差協(xié)方差矩陣的跡趨于穩(wěn)定的計(jì)算結(jié)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(jì)精度會提高,計(jì)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(jì)算過程簡單,避免了高維矩陣的求逆,能夠有效提高實(shí)時(shí)性。圖5表示,當(dāng)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(shí),得到的融合估計(jì)誤差協(xié)方差矩陣的跡Tr(Pok)的計(jì)算結(jié)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(yīng)的Tr(Pok)越大,即融合估計(jì)誤差越大,這符合實(shí)際情況。圖6表示是否應(yīng)用線性編碼對原始測量數(shù)據(jù)進(jìn)行處理得到的融合估計(jì)誤差對比情況。由圖6可知,應(yīng)用線性編碼后得到的融合估計(jì)誤差更小,這是因?yàn)榫�性編碼方法有效補(bǔ)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(jì)算負(fù)擔(dān)。圖3 估計(jì)誤差協(xié)方差矩陣的跡計(jì)算結(jié)果

估計(jì)誤差協(xié)方差矩陣的跡計(jì)算結(jié)果

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



本文編號：2980454