复杂环境下多传感器系统分布式安全融合估计

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作者 仇海涛 李宇轩 朱翠 《中国惯性技术学报》 北大核心 2025年第3期301-308,共8页

针对带有欺骗攻击和信道资源受限等复杂环境下的线性时不变多传感器系统,提出了一种具有事件触发的分布式安全融合估计算法。根据测量值所含信息量和攻击检测需求设计事件触发机制,确定是否更新局部估计并传输至融合中心;同时设计自适... 针对带有欺骗攻击和信道资源受限等复杂环境下的线性时不变多传感器系统,提出了一种具有事件触发的分布式安全融合估计算法。根据测量值所含信息量和攻击检测需求设计事件触发机制,确定是否更新局部估计并传输至融合中心;同时设计自适应阈值,其可以随系统预设的虚警率和事件触发率自适应地变化。在此基础上,提出了一种分布式安全融合估计算法,并证明了全局估计误差的有界性。为了验证所提算法的有效性,进行了仿真实验。实验结果表明,相比于不考虑事件触发机制的融合估计算法和基于标准卡方检测的融合估计算法,所提算法水平位置和垂直位置的平均估计精度分别提高了50%、63%、45%和34%、46%、28%。 展开更多

关键词 多传感器系统 欺骗攻击 事件触发 融合估计

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分布式电驱动车车速及路面附着系数融合估计 被引量：13

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作者 高博麟 陈慧 +1 位作者 谢书港 龚进峰 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2016年第2期216-220,共5页

基于纵向车速融合估计器,结合分布式驱动电动汽车的优势,采用多种估计方法,建立了路面峰值附着系数融合估计器,并进行了实车试验验证。结果表明,建立的基于双卡尔曼滤波技术的车速及路面峰值附着系数融合估计系统,扩大了路面峰值附着系... 基于纵向车速融合估计器,结合分布式驱动电动汽车的优势,采用多种估计方法,建立了路面峰值附着系数融合估计器,并进行了实车试验验证。结果表明,建立的基于双卡尔曼滤波技术的车速及路面峰值附着系数融合估计系统,扩大了路面峰值附着系数估计的适用工况范围,保证了纵向车速估计的精度。 展开更多

关键词 分布式驱动电动汽车 双卡尔曼滤波 车速估计 路面峰值附着系数 融合估计

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面向移动传感器网络的自适应一致性融合估计方法 被引量：8

3

作者 王林 张国忠 +1 位作者 朱华勇 沈林成 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第3期383-387,392,共6页

研究了具有时延和通信拓扑变换的移动传感器网络(MSN)分布式融合估计问题.结合无色信息滤波、自适应一致性算法并考虑通信时延而设计的基于自适应一致性的融合结构,提出了一种名为基于自适应一致性的分布式无色信息滤波(AC_DUIF)的分布... 研究了具有时延和通信拓扑变换的移动传感器网络(MSN)分布式融合估计问题.结合无色信息滤波、自适应一致性算法并考虑通信时延而设计的基于自适应一致性的融合结构,提出了一种名为基于自适应一致性的分布式无色信息滤波(AC_DUIF)的分布式融合估计算法.以空中移动传感器网络跟踪移动目标为例,通过仿真验证了所提算法的性能.仿真结果表明,该方法能够在以分布形式提高网络中各节点对目标位置估计精度的同时,保证节点之间的一致性,并具备对网络通信延时的适应能力. 展开更多

关键词 移动传感器网络 分布式融合估计 无色信息滤波 自适应一致性

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汽车质心侧偏角融合估计方法 被引量：6

4

作者 高博麟 陈慧 +1 位作者 陈威 徐帆 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2013年第8期716-722,共7页

基于质心侧偏角的运动学与动力学估计方法,提出了一种新的质心侧偏角融合估计器。它有3个基于不同估计模型的卡尔曼子滤波器,分别独立估计横向车速,并作为初步估计结果送入主滤波器,主滤波器根据信息融合规则,对这些初步估计结果进行融... 基于质心侧偏角的运动学与动力学估计方法,提出了一种新的质心侧偏角融合估计器。它有3个基于不同估计模型的卡尔曼子滤波器,分别独立估计横向车速,并作为初步估计结果送入主滤波器,主滤波器根据信息融合规则,对这些初步估计结果进行融合,得到全局融合估计结果,最后用它算出质心侧偏角。实车试验结果显示,相比于单一估计方法,融合估计器有更高的估计精度和对传感器信号偏差的鲁棒性。 展开更多

关键词 质心侧偏角 运动学估计法 动力学估计法 融合估计 卡尔曼滤波器

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面向无人机高度融合估计的自适应S滤波方法 被引量：4

5

作者 马旭 程咏梅 郝帅 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第5期604-608,共5页

针对无人机采用单一传感器测量飞行高度不准以及易受干扰的问题,提出了基于自适应S滤波高度信息融合方法。首先针对各种测高传感器获取的原始数据中含有噪声问题,设计出一种自适应S滤波器。它先将信号经过广义S变换,然后统计对应时刻各... 针对无人机采用单一传感器测量飞行高度不准以及易受干扰的问题,提出了基于自适应S滤波高度信息融合方法。首先针对各种测高传感器获取的原始数据中含有噪声问题,设计出一种自适应S滤波器。它先将信号经过广义S变换,然后统计对应时刻各个频率的能量幅值,根据不同频率在时间集合上的幅值能量总和,保留能量和占总能量97%的频率,经过S逆变换,从而有效剔除信号中的噪声。再对滤波后的数据进行集中式卡尔曼滤波,得到无人机的高度信息。仿真实验表明,经过自适应S滤波器去噪后融合的高度均方根误差是小波去噪后融合结果的26.3%,具有较高的精度。 展开更多

关键词 高度测量 自适应S滤波器 KALMAN滤波 融合估计

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多尺度递归融合估计在组合导航系统中的应用 被引量：3

6

作者 周雪梅 苏丽 吴俊伟 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第1期59-62,共4页

多尺度递归融合估计是对多传感器系统进行的基于尺度的融合估计算法。利用小波变换中多尺度分析的思想,构造出多尺度动态模型,利用该模型对粗尺度上的状态估计值进行修正,递归获得最细尺度上基于全局测量值的最优估计值,该估计值是方差... 多尺度递归融合估计是对多传感器系统进行的基于尺度的融合估计算法。利用小波变换中多尺度分析的思想,构造出多尺度动态模型,利用该模型对粗尺度上的状态估计值进行修正,递归获得最细尺度上基于全局测量值的最优估计值,该估计值是方差最小意义下的最优估计。将此算法应用于SINS/GPS组合导航系统中,仿真结果表明,应用该算法能取得较好的效果,获得了比仅在单一尺度上进行kalman融合估计更好的结果,有效地提高了组合导航系统的精度。 展开更多

关键词 多尺度 递归融合估计 组合导航 多传感器

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多传感器多尺度融合估计在组合导航系统中的应用 被引量：7

7

作者 周雪梅 吴简彤 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 2005年第2期41-44,共4页

基于某一给定尺度上的动态系统和不同尺度上的观测系统建立了多传感器的多尺度融合估计模型及算法,并将此算法应用于GPS/INS 组合导航系统中,获得了比仅在单一尺度上进行估计更好的结果,有效地提高了组合导航系统的精度。

关键词 多传感器 多尺度 GPS/INS组合导航系统 融合估计 应用 估计模型 系统建立 动态系统 算法

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基于二分法的车辆状态参数融合估计 被引量：1

8

作者 查云飞 吕小龙 +1 位作者 刘鑫烨 马芳武 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2022年第12期1910-1918,1935,共10页

为提高车辆状态参数估计的精度和可靠性,提出一种基于二分法的车辆状态参数融合估计方法。首先,设计了基于车辆3自由度动力学模型的扩展卡尔曼滤波算法和由数据驱动的径向基神经网络车辆状态参数估计算法。然后,为了进一步提高估计算法... 为提高车辆状态参数估计的精度和可靠性,提出一种基于二分法的车辆状态参数融合估计方法。首先,设计了基于车辆3自由度动力学模型的扩展卡尔曼滤波算法和由数据驱动的径向基神经网络车辆状态参数估计算法。然后,为了进一步提高估计算法的可靠性和减小单一算法的估计误差,提出将模型驱动的估计算法和数据驱动的估计算法相补偿的融合估计方法,基于二分法设置扩展卡尔曼滤波和径向基神经网络估计结果的权重,利用估计算法的融合提高估计精度。最后通过MATLAB/Simulink与CarSim的联合仿真和实车在环试验对该融合方法的有效性进行了验证。结果表明,估计结果变化趋势与实际相符,所提出的融合算法的估计精度比单一扩展卡尔曼滤波算法和径向基神经网络算法有明显的提升。 展开更多

关键词 状态参数 融合估计 二分法 扩展卡尔曼滤波算法 径向基神经网络算法

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基于强跟踪滤波器的多传感器非线性动态系统状态容错融合估计 被引量：1

9

作者 文成林 周东华 《上海海运学院学报》 北大核心 2001年第3期162-166,共5页

将强跟踪滤波理论与多传感器数据融合估计方法相结合 ,提出基于强跟踪滤波器的多传感器数据融合估计新算法。对拥有相同采样率的分布式多传感器单模型非线性动态系统 ,应用强跟踪滤波器 ,得到目标状态基于全局信息融合估计结果 ,并利用... 将强跟踪滤波理论与多传感器数据融合估计方法相结合 ,提出基于强跟踪滤波器的多传感器数据融合估计新算法。对拥有相同采样率的分布式多传感器单模型非线性动态系统 ,应用强跟踪滤波器 ,得到目标状态基于全局信息融合估计结果 ,并利用计算机仿真结果对算法的有效性进行了验证。这些工作初步解决了Kalman滤波中由于模型的不确定性而造成估计误差值偏大情况下的状态融合估计问题 。 展开更多

关键词 强跟踪滤波器 融合估计 渐消因子 动态系统 KALMAN滤波 传感器 容错控制

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靶场弹道融合估计模型求解的信赖域方法

10

作者 郭丽华 朱元昌 尹文龙 《火力与指挥控制》 CSCD 北大核心 2012年第8期162-165,共4页

在靶场试验中,参数估计的方法直接决定弹道融合估计的精度。首先根据外测数据建立了弹道融合估计的非线性回归模型,首次提出了采用信赖域法进行模型参数估计的方法,对信赖域子问题的求解使用了适合大规模计算的预处理共轭梯度法。数学... 在靶场试验中,参数估计的方法直接决定弹道融合估计的精度。首先根据外测数据建立了弹道融合估计的非线性回归模型,首次提出了采用信赖域法进行模型参数估计的方法,对信赖域子问题的求解使用了适合大规模计算的预处理共轭梯度法。数学上的收敛性分析和实际算例都证明了此方法收敛速度快,具有全局收敛性,非常适合于像靶场弹道融合估计这样的大规模计算问题。 展开更多

关键词 靶场实验 弹道融合估计 信赖域 信赖域子问题 预处理共轭梯度

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H_∞最优状态融合估计及其在成纸定量中的应用

11

作者 金学波 赵冬梅 《浙江工程学院学报》 2004年第4期300-303,共4页

基于信息融合理论中的状态融合估计理论及H∞理论,结合纸张定量估计的难点,提出了H∞最优状态融合估计算法。该算法能充分利用纸机系统的各状态之间的强耦合性,利用纸机系统的可测量信息,融合多个测量输出估计纸机的某一个状态。仿真结... 基于信息融合理论中的状态融合估计理论及H∞理论,结合纸张定量估计的难点,提出了H∞最优状态融合估计算法。该算法能充分利用纸机系统的各状态之间的强耦合性,利用纸机系统的可测量信息,融合多个测量输出估计纸机的某一个状态。仿真结果说明了所提出的算法的有效性。 展开更多

关键词 最优状态 计算法 仿真结果 信息融合 H∞理论 系统 输出 融合估计 强耦合

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最优多级式多传感器状态融合估计

12

作者 金学波 《浙江工程学院学报》 2002年第3期160-164,共5页

基于单传感器Kalman滤波方程 ,本文提出了多级式多传感器信息融合系统的两级和三级最优集中式与分布式融合估计算法。算法表明当融合系统的相关噪声方差矩阵、噪声均值、控制输入及测量误差为零时 ,本文算法与文献 [6 ]讨论标准融合系... 基于单传感器Kalman滤波方程 ,本文提出了多级式多传感器信息融合系统的两级和三级最优集中式与分布式融合估计算法。算法表明当融合系统的相关噪声方差矩阵、噪声均值、控制输入及测量误差为零时 ,本文算法与文献 [6 ]讨论标准融合系统的算法一致。融合系统的噪声均值、控制输入及测量误差不会影响融合系统的估计方差 ,但当相关噪声方差与过程噪声方法相近时 ,融合系统的估计方差会发生较大的变化。 展开更多

关键词 多级式多传感器 融合估计 数据融合系统 算法 噪声均值

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基于多尺度分布式融合估计的GPS/INS组合导航系统的研究 被引量：1

13

作者 魏敏 魏武 《航天控制》 CSCD 北大核心 2009年第6期14-18,共5页

针对如何融合多传感器的数据、提高数据处理的可靠性和精度的问题,将基于模型的动态系统分析方法与基于统计特性的多测度信号变换方法相结合,提出基于Kalman滤波的多尺度分解与估计联合的多尺度分布式融合估计算法。该算法首先建立系统... 针对如何融合多传感器的数据、提高数据处理的可靠性和精度的问题,将基于模型的动态系统分析方法与基于统计特性的多测度信号变换方法相结合,提出基于Kalman滤波的多尺度分解与估计联合的多尺度分布式融合估计算法。该算法首先建立系统的动态方程和观测方程,再利用小波变换将数据在不同尺度上进行融合处理,归纳出该算法的实现步骤。最后通过组合导航系统的仿真验证算法的有效性,结果进一步证明了该算法能够有效地提高多传感器数据的处理精度。 展开更多

关键词 GPS/INS 多传感器 KALMAN滤波 多尺度分布式融合估计

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分布式传感器网络自适应一致性融合估计算法 被引量：1

14

作者 高晓阳 王刚 万鹏程 《火力与指挥控制》 CSCD 北大核心 2020年第2期126-129,共4页

针对分布式传感器网络的目标一致性状态估计问题,提出自适应一致性融合估计算法。考虑到网络中节点为测距和测方位的传感器,基于观测噪声与目标状态相关的假设,构建量测模型;引用无迹卡尔曼滤波与CI算法得到各节点的局部估计,通过误差... 针对分布式传感器网络的目标一致性状态估计问题,提出自适应一致性融合估计算法。考虑到网络中节点为测距和测方位的传感器,基于观测噪声与目标状态相关的假设,构建量测模型;引用无迹卡尔曼滤波与CI算法得到各节点的局部估计,通过误差矩阵加权更新节点状态以改进一致性算法,实现各节点对目标状态的一致性估计。仿真实验结果表明,该算法能够在快速收敛的过程中实现无中心节点的分布式传感器网络中各节点对目标位置的精确估计,同时又保证各节点之间的一致性。 展开更多

关键词 分布式传感器网络 状态估计 一致性融合估计 自适应

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考虑环境温度影响的超级电容SOC加权融合估计方法 被引量：5

15

作者 王春 唐滔 张永志 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2023年第4期627-636,共10页

超级电容荷电状态(SOC)的准确估计,直接决定了电动汽车的起动、爬升和加速性能,是电动汽车混合储能系统最重要的任务之一。为此,本文中提出了一种基于模糊熵加权融合的超级电容SOC估计方法。首先,利用粒子群算法辨识了-10、10、25和40... 超级电容荷电状态(SOC)的准确估计,直接决定了电动汽车的起动、爬升和加速性能,是电动汽车混合储能系统最重要的任务之一。为此,本文中提出了一种基于模糊熵加权融合的超级电容SOC估计方法。首先,利用粒子群算法辨识了-10、10、25和40℃下的戴维南模型参数,并且采用最近邻点法建立了其与温度之间的映射关系。然后,利用模糊熵设计了基于3种典型卡尔曼滤波的SOC加权融合估计方法。最后,选择自适应加权平均以及残差归一化加权融合的SOC估计方法用于进一步评估该方法的性能表征。结果表明,基于模糊熵加权融合的超级电容SOC估计方法能够提高超级电容SOC估计精度,尤其在高温环境(40℃)下提升效果更为显著。 展开更多

关键词 超级电容 荷电状态 变温模型 卡尔曼滤波 融合估计

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基于线性编码补偿方法的非固定丢包率下的分布式融合估计器 被引量：4

16

作者 韩旭 赵国荣 王康 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第6期1229-1236,共8页

为解决无线信道非固定丢包率建模和丢包补偿问题,研究了具有非固定丢包率的网络化多传感器融合估计问题。假定无线信道丢包率是非固定的,利用对过去得到的有限个测量值进行线性编码的方法对丢包进行补偿,针对系统矩阵中存在的非高斯非... 为解决无线信道非固定丢包率建模和丢包补偿问题,研究了具有非固定丢包率的网络化多传感器融合估计问题。假定无线信道丢包率是非固定的,利用对过去得到的有限个测量值进行线性编码的方法对丢包进行补偿,针对系统矩阵中存在的非高斯非白噪声随机干扰,首先设计了一种利用每一时刻数据包到达变量的局部最优估计器,其次推导出融合估计误差协方差与传感器传输概率之间的函数关系。最后通过算例仿真验证所提方法的有效性。 展开更多

关键词 线性编码 非高斯噪声 非固定丢包率 丢包补偿 分布式融合估计

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基于事件触发传输机制的分布式融合估计

17

作者 岳细鹏 王如生 +1 位作者 陈博 俞立 《高技术通讯》 CAS 2022年第5期493-501,共9页

在网络化多传感器系统中,信息传输往往受到通信带宽和资源的限制。有必要设计一种事件触发传输机制来克服这种缺陷。本文研究了一类通信受限下网络化多传感器系统的分布式融合估计问题,当考虑存在未知有界噪声的网络化多传感器融合系统... 在网络化多传感器系统中,信息传输往往受到通信带宽和资源的限制。有必要设计一种事件触发传输机制来克服这种缺陷。本文研究了一类通信受限下网络化多传感器系统的分布式融合估计问题,当考虑存在未知有界噪声的网络化多传感器融合系统时,首先引入一种事件触发机制(ETM)以解决网络资源受限问题,并提出一种基于事件触发信息的局部估计器和分布式融合准则。然后基于有界递归优化思想,构建事件触发估计器均方误差上界,通过建立并求解凸优化问题以获得局部估计器增益和分布式加权融合。最后,通过仿真示例验证了本文所提方法的有效性。 展开更多

关键词 网络化多传感器系统 通信受限 分布式融合估计 事件触发机制(ETM) 凸优化

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带宽受限的集群无人机位姿分布式融合估计器 被引量：2

18

作者 赵国荣 刘伯彦 +1 位作者 赵超轮 高超 《电光与控制》 CSCD 北大核心 2020年第4期1-5,共5页

为解决集群无人机位姿估计过程中无线通信网络发生的信道拥堵、数据碰撞等网络现象,提出一种带宽受限下的分布式融合估计器。利用传输中介节点部分分量的降维策略,在给定分量选择矩阵和权重矩阵的前提下,建立以滤波增益为决策变量、所... 为解决集群无人机位姿估计过程中无线通信网络发生的信道拥堵、数据碰撞等网络现象,提出一种带宽受限下的分布式融合估计器。利用传输中介节点部分分量的降维策略,在给定分量选择矩阵和权重矩阵的前提下,建立以滤波增益为决策变量、所有无人机有限时域下状态估计误差协方差阵的迹之和为代价函数的优化方案,并通过最小化代价函数上界获得一组次优的滤波增益,实现了集群无人机位姿递推估计。仿真结果表明,该分布式融合估计能较好地跟踪状态真值;分量选择矩阵和权重矩阵会影响融合估计精度,通过搜索分量选择矩阵的组合,可以获得最优融合估计精度;另外,中介状态估计的权重分布越均匀,融合估计精度越高。 展开更多

关键词 带宽限制 集群无人机 位姿估计 分布式融合估计

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多网络约束下NNS分布式融合估计器设计

19

作者 赵国荣 顾昊伦 +1 位作者 韩旭 高超 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第2期229-241,共13页

针对节点量测增益衰减、节点能量受限与系统模型不确定3种网络约束下具有随机通信时滞和非固定丢包率的组网导航系统(NNS)分布式状态融合估计问题,将增益衰减程度描述为统计特性已知的随机变量,将模型不确定描述为系统矩阵中的乘性有色... 针对节点量测增益衰减、节点能量受限与系统模型不确定3种网络约束下具有随机通信时滞和非固定丢包率的组网导航系统(NNS)分布式状态融合估计问题,将增益衰减程度描述为统计特性已知的随机变量,将模型不确定描述为系统矩阵中的乘性有色噪声,将减小能耗描述为降低节点数据传输率。分别在邻节点端和目标节点端引入2种不同的线性编码器以解决丢包与时滞问题。建立丢包率与同时传输信息的节点数目之间的函数关系,将邻节点在过去有限个时刻的量测值进行线性编码后再传输,以补偿丢包与降低传输率导致的信息损失。目标节点把在同一采样周期内获取的来自同一邻节点的多个量测值按时间戳进行线性编码,以解决通信时滞导致的信息多余。基于2次线性编码建立增广系统模型,设计最小方差意义下局部无偏估计器,利用最优矩阵加权融合法得到全局融合估计器,推导得到融合估计误差协方差收敛的充分条件及次优传输率。通过算例仿真验证所提算法的有效性。 展开更多

关键词 随机通信时滞 非固定丢包率 分布式融合估计 线性编码 组网导航系统 多网络约束

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基于有限存储空间的分布式传感器融合估计器 被引量：1

20

作者 韩旭 王元鑫 +1 位作者 程显超 王小飞 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第2期335-343,共9页

研究具有信息传输模型不确定性、随机时间延迟和数据丢包的网络化多传感器分布式融合估计问题。模型的不确定性刻画为系统矩阵中的非高斯非白噪声干扰,在远程处理中心处设置有限长度的存储空间用来存储各个传感器延迟到达的测量值。在... 研究具有信息传输模型不确定性、随机时间延迟和数据丢包的网络化多传感器分布式融合估计问题。模型的不确定性刻画为系统矩阵中的非高斯非白噪声干扰,在远程处理中心处设置有限长度的存储空间用来存储各个传感器延迟到达的测量值。在最小方差原则下设计了一种利用测量值到达变量的最优常增益局部估计器,利用协方差交叉加权方法得到最优分布式融合估计器并推导得到使得估计器有界的条件。最后,通过某电源系统计算实例仿真验证所提融合估计器的有效性。 展开更多

关键词 存储空间 模型不确定性 随机时延和丢包 常增益局部估计器 CI融合估计器

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