Estimación No Lineal de Difusión y Optimización de Trayectorias de UAV Distribuidos para el Seguimiento de Objetivos con Mediciones Intermitentes y Correlaciones Cruzadas Desconocidas
Autores: Wang, Shen; Li, Yinya; Qi, Guoqing; Sheng, Andong
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Estimación No Lineal de Difusión y Optimización de Trayectorias de UAV Distribuidos para el Seguimiento de Objetivos con Mediciones Intermitentes y Correlaciones Cruzadas Desconocidas
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Estimación de estado distribuido
Vehículo aéreo no tripulado
Optimización de trayectoria
Seguimiento de objetivos
Filtro de Kalman de cubatura de difusión
Intersección de covarianza
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CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
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Este documento se centra en la estimación de estado distribuido (DSE) y la optimización de la trayectoria de vehículos aéreos no tripulados (UAV) para el seguimiento de objetivos. Primero, se propone un filtro de Kalman de cubatura de difusión con mediciones intermitentes basado en la intersección de covarianzas (DCKFI-CI), para abordar la estimación de estado con la existencia de fallos de detección y correlaciones cruzadas desconocidas en la red. Además, se desarrolla una transformación alternativa de DCKFI-CI basada en la forma de información utilizando una matriz de medición pseudo. Se analiza el rendimiento del algoritmo DSE propuesto utilizando la consistencia y la covarianza de error acotado de la estimación. Adicionalmente, se deriva la condición de la covarianza de error acotado. Con el fin de mejorar aún más el rendimiento del seguimiento, se desarrolla un algoritmo de optimización de trayectoria de UAV minimizando la suma de la traza de la covarianza de error fusionado, basado en el método de optimización distribuida. Finalmente, se realizaron simulaciones para verificar la efectividad del algoritmo propuesto.
Descripción
Este documento se centra en la estimación de estado distribuido (DSE) y la optimización de la trayectoria de vehículos aéreos no tripulados (UAV) para el seguimiento de objetivos. Primero, se propone un filtro de Kalman de cubatura de difusión con mediciones intermitentes basado en la intersección de covarianzas (DCKFI-CI), para abordar la estimación de estado con la existencia de fallos de detección y correlaciones cruzadas desconocidas en la red. Además, se desarrolla una transformación alternativa de DCKFI-CI basada en la forma de información utilizando una matriz de medición pseudo. Se analiza el rendimiento del algoritmo DSE propuesto utilizando la consistencia y la covarianza de error acotado de la estimación. Adicionalmente, se deriva la condición de la covarianza de error acotado. Con el fin de mejorar aún más el rendimiento del seguimiento, se desarrolla un algoritmo de optimización de trayectoria de UAV minimizando la suma de la traza de la covarianza de error fusionado, basado en el método de optimización distribuida. Finalmente, se realizaron simulaciones para verificar la efectividad del algoritmo propuesto.