[发明专利]一种移动节点参数自适应轨迹预测方法

摘要

本发明涉及一种移动节点参数自适应轨迹预测方法，考虑节点在动态海况下受环境因素的影响，针对海上移动物标对定位方法的要求，充分考虑对多变环境的自适应，将信标节点的运动情况应引入节点运动轨迹预测；在确定运动轨迹后，基于改进型蒙特卡罗方法确定采样区域和样本点权重；利用未知节点运动过程中与一跳和两跳信标节点的相对位置信息为过滤条件，提高采样率和定位速率以及定位精度。本发明可根据环境变化建立起自适应的轨迹预测方法；有效利用海域信标节点运动情况预测未知节点运动轨迹，并结合运动特性提出改进型门特卡罗定位方法，能提高海上动态节点定位能力，提高海上搜救速率和成功率。

主权项

1.一种移动节点参数自适应轨迹预测方法，其特征在于，包含以下过程：根据海域内所有信标节点的运动情况，线性拟合出其各自的运动相关性系数α，以均值作为所处海域运动相关性系数使所有信标节点根据系数对自身的系数α分别进行修正；依据海域运动相关性系数对运动方程进行更新，确定运动轨迹；将基于路由效率方向误差Δθ和基于节点速度误差Δs构建的加权区域叠加，提出改进型蒙特卡罗采样盒子，并结合运动轨迹确定样本点权值；利用未知节点运动过程中与一跳信标节点和两跳信标节点的相对位置信息为过滤条件，确定重采样样本点；其中，海域内m个位置实时可知的信标节点p1，p2，…pm中，任意一个信标节点pi在1时刻，2时刻，…t时刻的位置集合为：{pi|(x1，y1)，(x2，y2)，…(xt，yt)}通过式(1)和(2)求得信标节点pi的运动相关性系数α：其中：dt表示t时刻物体的方向，st表示t时刻物体的速度，为前t‑1时间内物体方向的平均值常量，为前t‑1时间内物体速度的平均值常量，是均值为0、方差为σ_d且与d_t无关的高斯随机变量，是均值为0、方差为σ_s且与s_t无关的高斯随机变量；对于海域内的m个信标节点，取2m个系数α的值计算均值，作为所处海域运动相关性系数更新后的运动模型如下：基于路由效率方向误差Δθ构建的扇形加权区域，是以节点运动方向dt为中心线，以st为半径，将此中心线顺时针与逆时针各展开Δθ弧度得到；将由轨迹预测得到的节点的运动速度大小平均分成n等分，每一份为Δs；将由轨迹预测得到的节点的运动方向与前一时刻方向的夹角平均分成n等分，每一份为Δθ；基于节点速度误差Δs构建的环形加权区域，是在节点运动方向dt上，对st以Δs为增量作同心扇形得到；将基于Δθ和基于Δs所构建的加权区域叠加，提出改进型蒙特卡罗采样盒子。