【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及多飞行器协同探测方法，具体涉及一种分布式的飞行器集群在协同探测的过程中对敌方目标跟踪滤波的方法。
技术介绍
1、对于飞行器的命中精度来说，精准的目标状态估计是极其关键的信息。由于单个飞行器所携带传感器的测量精度和测量范围往往相当有限，在面对高隐身或者高机动目标时，会出现较大的跟踪误差。多飞行器协同探测的方法可以通过多个飞行器协同组网来对敌方机动目标进行协同观测并利用融合滤波算法对其状态进行更为精确的估计，可以有效避免仅依赖单飞行器携带的传感器而造成的错误率高、不确定性大等局限性，提高对敌方目标跟踪估计的鲁棒性和精确性。
2、但为了保证了良好的滤波效果，现有的分布式滤波算法，通常需要各个飞行器在每一轮通信迭代中将传感器周期采样得到的完整的目标信息通过通信网络传输给邻近的飞行器。这势必会占用大量的信道带宽，增加了通信负担。而一旦通信受到干扰时，大量的通信会带来较大的延迟，导致目标跟踪效果变差。
3、另外，传统的渐进一致性通信协议，只具有渐进收敛的特性，即在理论上需要无数次通信迭代才能使局部滤波器的估计值达到一致。
4、基于此，本专利技术人对飞行器间通讯滤波方法做了深入研究，以期待设计出一种能够解决上述问题，在实际工作中能够提高对目标的跟踪效果，最终提高命中/拦截精度的目标跟踪方法。
技术实现思路
1、为了解决上述问题，本专利技术人进行了锐意研究，设计出一种多飞行器低带宽协同跟踪目标的方法，该方法可以在网络通信资源受限的情况下，通过对单个
2、本专利技术的目的在于提供一种多飞行器低带宽协同跟踪目标的方法，该方法中，多飞行器中的每个飞行器都执行如下步骤：
3、步骤1，成为无中心通讯网络上的一个节点，并且独立地探测获得目标状态信息；
4、步骤2，独立地预测目标在k时刻的状态，所述状态包括原始信息向量和原始信息矩阵；
5、步骤3，对原始信息向量和原始信息矩阵做降维处理，得到简化信息向量和简化信息矩阵；
6、并将所述简化信息向量和简化信息矩阵传递给相邻飞行器；所述相邻飞行器是指无中心通讯网络上的能够与之双向传递信息的节点；
7、步骤4，基于接收到的相邻飞行器传递出的简化信息向量和简化信息矩阵，融合获得新的信息向量和新的信息矩阵；
8、步骤5，重复步骤3和步骤4，使得步骤3和步骤4共执行lt次；
9、步骤6，对目标状态做后验估计，得到目标在k时刻的真实状态的估计值和在k时刻对目标估计的误差协方差矩阵；
10、步骤7，重复步骤2至步骤6，对目标持续进行滤波跟踪，同时基于目标真实状态的估计值控制自身飞向目标。
11、在步骤2中，目标在k时刻的原始信息向量和目标在k时刻的原始信息矩阵通过下式(一)获得：
12、
13、其中，表示第i个飞行器获得的目标在k时刻的原始信息向量；
14、表示第i个飞行器获得的目标在k时刻的原始信息矩阵；
15、n表示所述无中心通讯网络上的节点数量，即飞行器数量；
16、表示第i个飞行器在k时刻对目标状态一步预测值；
17、表示第i个飞行器在k时刻对一步预测的误差协方差的估计；
18、表示第i个飞行器在k时刻的观测矩阵；
19、表示第i个飞行器在k时刻的量测噪声的协方差；
20、表示第i个飞行器在k时刻对目标状态的测量值。
21、第i个飞行器在k时刻对目标状态一步预测值通过下式(二)获得；
22、
23、其中，表示第i个飞行器在k时刻的系统状态转移矩阵；
24、表示第i个飞行器在k-1时刻的对目标状态的估计值；
25、第i个飞行器在k时刻对一步预测的误差协方差的估计通过下式(三)获得；
26、
27、其中，表示第i个飞行器在k时刻的系统状态转移矩阵；
28、表示第i个飞行器在k-1时刻对目标估计的误差协方差矩阵；
29、表示第i个飞行器在k-1时刻的系统噪声ωk-1的协方差。
30、在步骤3中，所述降维处理将原始信息向量和原始信息矩阵分成组；所述组中的任意一组即为所述简化信息向量和简化信息矩阵；并且每次执行步骤3时，都传递给相邻飞行器一组所述简化信息向量和简化信息矩阵；
31、优选地，所述简化信息向量和简化信息矩阵都通过下式(四)获得：
32、
33、其中，表示第i个飞行器获得的基于k时刻信息向量的简化信息向量；
34、表示第i个飞行器获得的基于k时刻信息矩阵的简化信息矩阵；
35、tl表示条目选择矩阵。
36、所述条目选择矩阵tl如下式(五)所示：
37、
38、其中，1≤r≤n，n表示状态的维数；
39、
40、其中，表示l与相除取余数的函数，
41、集合满足且所述i′和j′表示1至中的任意整数；
42、所述l表示子迭代次数，即在k时刻至k+1时刻的时间段内，当前是第l次执行步骤3。
43、在步骤4中，所述新的信息向量和新的信息矩阵通过下式(六)获得：
44、
45、其中，表示第i个飞行器获得的目标在k时刻的经过l次子迭代的新的信息向量；
46、表示第i个飞行器获得的目标在k时刻的经过l次子迭代的新的信息矩阵；
47、第i个飞行器获得的目标在k时刻的经过l-1次子迭代的新的信息向量，且
48、表示第i个飞行器获得的目标在k时刻的经过l-1次子迭代的新的信息矩阵，且
49、表示第i个飞行器获得的基于k时刻信息向量的第l次子迭代的简化信息向量；
50、表示第j个飞行器传递来的基于k时刻信息向量的第l次子迭代的简化信息向量；
51、表示第i个飞行器获得的基于k时刻信息向量的第l次子迭代的简化信息矩阵；
52、表示第j个飞行器传递来的基于k时刻信息向量的第l次子迭代的简化信息矩阵；
53、表示第i个飞行器的相邻飞行器的序号集合；
54、εl表示比例系数。
55、比例系数εl通过下式(七)实时获得：
56、εl＝1/λη (七)
57、其中，λη表示laplacian矩阵l的第η个非零的互异特征值；
58、所述η＝ceil(l/m)；
59、ceil(·)表示向上取整函数；
60、m本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种多飞行器低带宽协同跟踪目标的方法，其特征在于，该方法中，多飞行器中的每个飞行器都执行如下步骤：
2.根据权利要求1所述的多飞行器低带宽协同跟踪目标的方法，其特征在于，
3.根据权利要求2所述的多飞行器低带宽协同跟踪目标的方法，其特征在于，
4.根据权利要求1所述的多飞行器低带宽协同跟踪目标的方法，其特征在于，
5.根据权利要求4所述的多飞行器低带宽协同跟踪目标的方法，其特征在于，
6.根据权利要求1所述的多飞行器低带宽协同跟踪目标的方法，其特征在于，
7.根据权利要求6所述的多飞行器低带宽协同跟踪目标的方法，其特征在于，
8.根据权利要求1所述的多飞行器低带宽协同跟踪目标的方法，其特征在于，
9.根据权利要求1所述的多飞行器低带宽协同跟踪目标的方法，其特征在于，
10.根据权利要求1所述的多飞行器低带宽协同跟踪目标的方法，其特征在于，
【技术特征摘要】
1.一种多飞行器低带宽协同跟踪目标的方法，其特征在于，该方法中，多飞行器中的每个飞行器都执行如下步骤：
2.根据权利要求1所述的多飞行器低带宽协同跟踪目标的方法，其特征在于，
3.根据权利要求2所述的多飞行器低带宽协同跟踪目标的方法，其特征在于，
4.根据权利要求1所述的多飞行器低带宽协同跟踪目标的方法，其特征在于，
5.根据权利要求4所述的多飞行器低带宽协同跟踪目标的方法，其特...
【专利技术属性】
技术研发人员：何绍溟，曹瑞浩，林德福，陈曦，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：
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