[发明专利]一种分布式异构自适应粒子滤波直接跟踪方法

权利要求书

1.一种分布式异构自适应粒子滤波直接跟踪方法，包括以下步骤：

步骤1.第一次数据交换，在k时刻，接收机l与邻居接收机互相交换接收信号，组成观测矩阵；

步骤2.接收机l根据随机预测粒子以及相应的粒子权重，更新接收机l处发射机全局状态向量的局部中间状态估计值ψ_l,k以及相应的协方差矩阵Λ_l,k：

步骤3.第二次数据交换，接收机l与邻居接收机互相交换局部中间状态估计值ψ_l,k；

步骤4.结合，接收机l计算得到k时刻发射机位置的局部估计值

其中，a_j,l,k为非负加权系数，满足条件：

当时，a_j,l,k＝0；

表示包含接收机l的邻居接收机的集合，集合内接收机个数为n_l；

步骤5.接收机l计算k+1时刻最优组合系数；

利用局部中间状态估计值ψ_l,k构造局部最优代价函数：

其中，E运算符表示求数学期望，x_k表示发射机k时刻的状态向量，

b_l,k包含a_l,k中的非零元素：e_l,h表示单位矩阵的第h列，a_l,k表示组合系数矩阵(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]，

表示维度为n_l×n_l的单位阵、表示n_l维的全1列向量；

迭代求解上述局部最优代价函数：

初始值b_l,1＝1/n_l，按照下式迭代：

其中，

则：

其中，1表示全1列向量；

步骤6.根据局部估计值和协方差矩阵Λ_l,k构造后验概率分布p(x_k|Z_l,1:k)：

步骤7.接收机l通过后验概率分布采样生成个更新粒子根据更新粒子的分布范围，获得子划分的个数则计算接收机l的期望粒子数

其中，ε_l为KLD上限，为标准正态分布的1-γ_l上分位数；

当或时，进入步骤9；否则，进入步骤8；

步骤8.令并返回步骤7；

步骤9.重采样生成k+1时刻的预测粒子并计算k+1时刻接收机l上的均值和方差进而构建高斯模型的近似局部预测分布：