冗余传感器在协同状态估计中的作用与最优设计
系统与控制
2024-02-06 v2 系统与控制
摘要
在协同状态估计中冗余传感器的存在是常见现象，但其真正意义仍不明确。本文全面研究了在使用卡尔曼滤波协同估计随机过程状态的传感器网络中，冗余传感器的作用与最优设计。论文给出两项主要结果：冗余传感器作用的理论分析，以及面向工程的冗余传感器最优设计。在理论分析中，论文利用 Riccati 方程与辛矩阵理论揭示了冗余传感器在协同状态估计中的明确作用。结果明确表明，增加冗余传感器提升了传感器网络的估计性能，符合“多多益善”的原则。此外，论文建立了精确的充要条件以判断冗余传感器的加入是否改善整体估计性能。面向工程设计优化，论文提出了一种新颖算法来解决冗余传感器的最优设计问题，且所提算法的收敛性得到保证。数值仿真用于验证结果。
引用
@article{arxiv.2306.09215,
title = {On the Effects and Optimal Design of Redundant Sensors in Collaborative State Estimation},
author = {Yunxiao Ren and Zhisheng Duan and Peihu Duan and Ling Shi},
journal= {arXiv preprint arXiv:2306.09215},
year = {2024}
}