[发明专利]一种分布式可变扩散组合系数粒子滤波直接跟踪方法

权利要求书

1.一种分布式可变扩散组合系数粒子滤波直接跟踪方法，其特征在于，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：

其中，表示随机预测粒子，表示随机预测粒子对应的权重，M为随机预测粒子的总数；

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：

a_j,l,k≥0,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：a_l,k＝S_lb_l,k、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：

初始化b_l,1＝1/n_l、b_l,k(1)＝b_l,k，按照下式迭代：

其中，λ为常量遗忘因子，δ为一个正实数，

直至n＝4，结束迭代，令

b_l,k+1＝b_l,k(n+1)

则：

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)：

接收机l通过后验概率分布采样生成M个更新粒子

步骤7.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：