[发明专利]一种切换拓扑条件下目标运动状态的估计方法

权利要求书

1.一种切换拓扑条件下目标运动状态的估计方法，其特征在于，地面移动目标的运动状态模型为：

其中，u(t)∈R²为目标在水平方向的控制输入，系统矩阵A和输入B满足：

A为过程噪声驱动阵，状态变量x＝[p_x p_y v_x v_y]^T代表目标水平方向的位置和速度；过程噪声ω～(0,Q)，量测噪声v～(0,R)，z为目标位置、速度状态的观测量，观测矩阵H∈I^4×4为4阶单位阵，具体步骤如下：

无人机编队在跟踪目标的初始时刻通信拓扑图含有生成树；

(1)将每架无人机量测到的目标含噪声的运动加速度进行低通一致性滤波：

其中，为无人机i对目标运动加速度的估计，为无人机i量测到的目标运动加速度，a_ij＝1表示无人机i与无人机j有通讯链接，a_ij＝0无人机i与无人机j无通讯链接，且J_i＝N_i∪{i}，N_i为无人机i的邻居；

为了使滤波后的加速度在更小的范围内趋于一致，对算法进行改进，改进后的低通一致性滤波算法的组合形式为：

其中，分别为无人机通信拓扑图的拉普拉斯矩阵和度矩阵；w₁≥1，w₂≥1为相应的权值因子；

由于传感器故障或量测距离的限制导致无人机i测到的目标运动加速度异常时，无人机i只与其邻居进行一致性滤波：

(2)编队中的每架无人机通过IKCF算法对目标的状态进行估计，并将由改进低通一致性滤波算法估计得到加速度代替目标的控制输入：

无人机编队在跟踪目标的过程中由于环境干扰导致某些通信链路中断，此时编队通信拓扑不含生成树；

(3)将(2)中所提分布式滤波算法改为标准连续Kalman滤波算法的形式：

(4)在无人机通信拓扑含有生成树后则再次用(2)中的算法对目标的状态进行估计。