基于分散式增廣信息濾波的多艇協(xié)同導航.pdf

1、科技的快速發(fā)展促使人們更多的探索海洋領域,大量的先進運載設備投入使用。水面無人艇以其體積輕巧、機動性強和價格低廉逐步成為研究熱點。然而船艇所處的環(huán)境比較復雜且易受很多干擾因素的影響,單個無人艇可能無法完成復雜而特殊的任務,只有協(xié)同作業(yè)才能使系統(tǒng)整體性能提升,從而有效地完成預期任務。本文基于分散式增廣信息濾波的應用,研究多水面無人艇的協(xié)同導航問題。
　　論文以水面無人艇的應用為背景,詳細介紹協(xié)同導航的基本特征和傳感器概況;基于狀態(tài)空

2、間方法詳細推導協(xié)同導航的數(shù)學模型和基本濾波理論。
　　基于協(xié)同導航數(shù)學模型的建立,深入研究增廣信息濾波,作為實現(xiàn)分散式算法的基礎。首先描述信息濾波的參數(shù)形式和來源,在此基礎上介紹增廣信息濾波的概念和算法過程,基于Cholesky分解介紹矩參數(shù)均值的恢復方法以及幾種適合不同問題的協(xié)方差恢復方法,最后引入馬爾科夫隨機場和信息矩陣的概念,詳細描述了馬爾科夫鏈和信息矩陣輔助設計濾波算法的對應過程和意義。
　　針對增廣信息濾波的局部性

3、特征,設計其分散式實現(xiàn)方法。首先介紹局部數(shù)據(jù)融合的主要內(nèi)容;針對動態(tài)變化的聯(lián)合矩陣提出遞增Cholesky修正方法,然后結合分布式計算環(huán)境詳細介紹分布式Cholesky修正算法內(nèi)容,最后綜合上述內(nèi)容具體介紹增廣信息濾波算法的分散式實現(xiàn)過程。
　　最后,論文介紹協(xié)同導航的分散式卡爾曼濾波方法。分別基于EKF、AIF和DAIF算法設計無人艇協(xié)同導航的仿真實驗,并仿真基于DAIF協(xié)同導航的真實無人艇實驗數(shù)據(jù),通過實驗驗證DAIF算法的正