基于Fisher信息的滚动时域控制方法用于信号强度模型估计

本文考虑在无线传感器网络中定位一组节点的问题，此时节点的位置和通信模型的参数均未知。我们假设单个智能体在环境中移动，测量接收信号强度(RSS)，并寻求一种基于Fisher信息矩阵(FIM)优化性能指标的控制器。我们开发了一种滚动时域(RH)方法，交替进行参数估计（使用最大似然估计）和确定移动位置以最大程度地告知估计问题。滚动时域控制器解决多阶段前瞻问题以确定下一个要应用的控制，执行移动，收集下一个测量，然后重新估计参数，再重复该序列。我们考虑了两种方法：动态规划(DP)方法求解每一步的最优控制问题，以及基于剪枝算法的简化启发式方法，该算法显著降低了计算复杂度。我们还考虑了一种修改后的代价函数，旨在平衡关于每个参数获取的信息，以确保控制器不会在优化中只关注单个值。这些方法与两个基线进行了比较：一个基于纯随机轨迹，另一个基于贪婪控制解决方案。仿真表明，我们的RH方案优于基线，而剪枝算法在计算时间上显著减少，对整体性能影响很小。