[发明专利]分布式传感器网络协同融合与传感器位置修正方法

权利要求书

1.一种分布式传感器网络协同融合与传感器位置修正方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1：在各个传感器节点给定初始的目标状态和误差方差阵，形成初始参数；

步骤S2：对目标状态和误差方差进行一步预测，包括初始步时预测和非初始步时预测；其中：

在初始步时，利用步骤S1中的初始参数，各个传感器节点独立地对目标状态和误差方差进行一步预测；

在非初始步时，利用步骤S7得到的各传感器节点输出目标状态和自身位置的估计值进行一步预测；

步骤S3：各传感器节点根据传感器当前时刻的量测信息，获得本地目标状态量测和先验的自身位置信息；

步骤S4：求解目标状态局部量测更新，包括变分迭代初始步时的更新和非初始步时的更新；其中：

在变分迭代过程的初始步时，各个传感器节点根据步骤S3获得的本地目标状态量测和先验的自身位置信息，求解目标状态局部量测更新；

在变分迭代过程的非初始步时，各个传感器节点根据步骤S3获得的本地目标状态量测和步骤S6得到的传感器自身位置的估计值求解目标状态局部量测更新；

步骤S5：各个传感器节点利用自身及相邻节点的目标状态局部量测更新，进行一致性迭代，使各传感器节点趋于全局一致，得到目标状态估计；

步骤S6：各传感器节点利用步骤S5获得的目标状态估计，计算传感器自身位置的估计值；

步骤S7：若变分迭代未结束，则返回执行步骤S4～步骤S6；若变分迭代结束，各传感器节点输出目标状态和自身位置的估计值。

2.根据权利要求1所述的分布式传感器网络协同融合与传感器位置修正方法，其特征在于，所述步骤S1中，在各个传感器节点分别给定初始的目标状态和对应的误差方差阵其中分别代表各个不同的传感器节点，为所有传感器节点构成的集合。

3.根据权利要求1所述的分布式传感器网络协同融合与传感器位置修正方法，其特征在于，所述步骤S2包括：

各个传感器节点i对目标状态进行一步状态和协方差预测，分别得到对k时刻状态和协方差的预测值和由得到的预测值，计算预测的信息矩阵和信息向量计算公式如下：

4.根据权利要求1所述的分布式传感器网络协同融合与传感器位置修正方法，其特征在于，所述步骤S3包括：

各个传感器节点i获取当前时刻k对目标的量测值以及当前时刻k各传感器节点i的位置量测值其中，表示定位设备给出的传感器位置估计值，表示定位设备给出的传感器位置估计值的估计误差方差。

5.根据权利要求4所述的分布式传感器网络协同融合与传感器位置修正方法，其特征在于，所述步骤S4包括：

对变分迭代的每一步t，t＝1,2,...,M，各个传感器节点i固定自身的位置量测值利用自身对目标的量测值对目标的预测状态的信息矩阵和信息向量进行局部量测更新，得到局部后验的信息矩阵和信息向量

对信息矩阵和信息向量进行更新的公式如下：

式中：所有上标i代表传感器节点i，表示k时刻的传感器量测方程，偏微分的下标表示偏微分在处取值，表示状态预测值，表示t-1步变分迭代求得的传感器节点i的位置估计值且表示k时刻第t步变分迭代后的后验信息矩阵，表示k时刻第t步变分迭代后的后验信息向量；表示预测的信息矩阵，即k-1时刻对k时刻信息矩阵的一步预测，表示预测的信息向量，即k-1时刻对k时刻信息向量的一步预测。

6.根据权利要求5所述的分布式传感器网络协同融合与传感器位置修正方法，其特征在于，所述步骤S5包括：

各传感器节点i对步骤S4得到的后验信息矩阵和信息向量进行L步一致性迭代；各传感器节点i每一步一致性迭代的计算公式如下：

式中：所有上标i代表传感器节点i，代表包括节点i在内所有能与节点i直接通信的节点所构成的集合，j代表包括传感器节点i在内所有能与传感器节点i直接通信的节点，l代表当前一致性迭代的步数，且l＝1,2,...,L，迭代初值为