一种气体源无线定位方法技术

本发明专利技术公开了一种气体源无线定位方法，包括以下步骤：通过无线传感器网络检测到的气体浓度信息，使用最小二乘法对气体源预定位；根据最小二乘法得出的预定位位置反算扩展集员滤波算法的初始可行集；把预定位位置和初始可行集代入扩展集员滤波算法，循环迭代，得到气体源定位结果。本发明专利技术中采用最小二乘法预定位气体源位置，并反算出扩展集员滤波算法的初始可行集，保证真实位置包含在初始可行集中，确保算法的数值稳定性；用扩展集员滤波算法对气体源精确定位，通过循环迭代，可行集越来越小，并且真实位置始终包含在可行集中，从而达到100％的可信度。

Gas source localization based on nonlinear least square method and extended set membership filter

The invention discloses a gas source wireless positioning nonlinear least square method and the extended set membership filter based, which comprises the following steps: gas concentration information through the wireless sensor network to detect the source of gas pre positioning using least squares method; according to the initial position of the least square method from the inverse calculation of the extended set membership filter algorithm feasible set up; pre position and initial feasible set by the extended set membership filter algorithm, iteration, get gas source localization results. By using the nonlinear least squares method pre positioning gas source location in the invention, and calculate the initial extended set membership filter algorithm feasible set, ensure the real position is included in the initial feasible concentration, to ensure the numerical stability of the algorithm; the accurate position of the gas source for the extended set membership filter algorithm iteratively, the feasible set is more and more small, and the real position is always contained in the feasible concentration, so as to achieve the reliability of 100%.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于气体源无线定位领域，涉及基于非线性最小二乘法和扩展集员滤波的气体源无线定位。
技术介绍
随着工业化进程的加快，气体的使用也变的越来越普遍。由于意外的气体泄漏通常是不可预测的，气体排放也没有固定通道，事故发生的时间、地点、环境也具有很大的不确定性。而且天然气和石油气等烷烃类易燃易爆气体一旦发生泄漏，极易发生火灾、爆炸等安全事故。所以气体泄漏通常会引起严重的环境污染和安全问题，给国家和人民财产造成重大损失。但是从1953年至今，一次性损失超过一亿美元的化学品泄漏事件已经超过了千余起。此类事件的频繁发生说明了在有毒有害气体防护、检测等方面仍存在问题。解决这一问题的有效途径是快速确定泄漏气体源的位置。只要能够知道气体源的位置，才能有效评估泄漏气体在空间中的分布状态和扩散趋势，及时采取措施，避免有毒有害气体的进一步扩散，减少生命和经济损失。因此展开气体泄漏源定位的应用基础研究是非常有必要的，这不仅能提供预防此类事故所需的预警和应急处理机制，而且对于保护人民财产和生命安本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于非线性最小二乘法和扩展集员滤波的气体源无线定位，首先通过传感器检测到的浓度信息，结合自身传感器所在的位置对气体源预定位；基于预定位值反算初始椭球的大小；把预定位值和初始椭球代入扩展集员滤波算法中，对气体源精确定位。具体包括以下步骤：步骤一：在检测区域布设无线传感器，检测气体浓度信息；步骤二：通过传感器检测到的浓度信息，采用非线性最小二乘法对气体源预定位，得到气体源的预估位置；步骤三：基于采用的气体扩散模型，得出其气体源定位状态空间表达式；步骤四：基于非线性最小二乘法得到的预定位值，利用相应的气体扩散模型算出估计浓度值，通过估计浓度值和检测到的浓度值之间的误差反算出气体源位置初始集合的大小；...

【技术特征摘要】
1.基于非线性最小二乘法和扩展集员滤波的气体源无线定位，首先通过传感器检测到
的浓度信息，结合自身传感器所在的位置对气体源预定位；基于预定位值反算初始椭球的
大小；把预定位值和初始椭球代入扩展集员滤波算法中，对气体源精确定位。具体包括以下
步骤：
步骤一：在检测区域布设无线传感器，检测气体浓度信息；
步骤二：通过传感器检测到的浓度信息，采用非线性最小二乘法对气体源预定位，得到
气体源的预估位置；
步骤三：基于采用的气体扩散模型，得出其气体源定位状态空间表达式；
步骤四：基于非线性最小二乘法得到的预定位值，利用相应的气体扩散模型算出估计
浓度值，通过估计浓度值和检测到的浓度值之间的误差反算出气体源位置初始集合的大
小；
步骤五：把预定位值和初始集合代入扩展集员滤波算法中，对气体源精确定位，得到定
位结果。
2.根据权利要求1所述的基于非线性最小二乘法和扩展集员滤波的气体源无线定位，
其特征在于：步骤二中，当气体发生扩散时，传感器检测到气体浓度，首先用非线性最小二
乘法预定位，得到真实气体源的大致位置，具体步骤为：
1)传感器检测到气体浓度信息，确定相应的气体扩散模型f(x)；
2)初始化位置x1、预定位精度ξ；
3)计...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏善碧，柴毅，石华云，罗宇，孙秀玲，夏有田，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：重庆;50