文档介绍：山东大学
博士学位论文
H<,∞>滤波理论在多传感器信息融合状态估计中的应用研究
姓名:李庆华
申请学位级别:博士
专业:信号与信息处理
指导教师:王洪君
20090915
摘要本论文系统地综述了多传感器信息融合状态估计技术的发展历史、研究现状攵砸焕嗨婊蝗范ǘ啻ǜ衅餍畔⑷诤舷低常岢隽思惺胶头植际紿。。融合滤波器的设计方法。论文给出了随机不确定多传感器融合系统数学模型描述,对该类多传感器系统H诤下瞬ㄆ鞯拇嬖谛远ɡ恚诟枚ɡ砘∩戏直鸬玫交随着现代信号处理技术、计算机技术、网络通信技术、人工智能技术、并行计算软件和硬件技术的快速发展以及新型传感器的不断出现,多传感器信息融合将成为我国未来大量军用和民用高科技系统的重要技术手段。多传感器信息融合有着广泛的研究领域和分支,信息融合状态估计就是其中非常重要的一个。多传感器目标跟踪、多传感器信号滤波与反卷积等问题均可归结为信息融合状态估计问题。现有的多传感器信息融合状态估计方法主要是基于传统的滤波,其算法是建立在汗兰谱荚蚧≈希G笞既返南低衬P秃腿非幸阎M獠扛扇信号的统计特性,对于多传感器信息融合状态估计中系统模型存在不确定、时滞及非线性条件等情况时,融合滤波存在不足之处。而B瞬ɡ砺凼窍执棒控制理论发展的一种重要分支,是针对系统中模型不确定性和外部干扰不确定性而发展起来的一门滤波技术,将B瞬ㄋ枷胍攵啻ǜ衅餍畔⑷诤献刺兰浦具有重要的理论意义和实际应用价值。和相关经典算法,深入分析了算法的优缺点,归纳现有状态融合估计方法存在的问题,介绍B瞬ɑ±砺酆头治龇椒ǎ芙崴婊⒗肷⑾咝韵低矵。滤波器的设计方法和思路,对比滤波器与基本!B瞬ㄆ鞯氖迪址椒ǎ致哿肆种滤波器在实现思路上的主要异同。论文重点研究如何将B瞬ɡ砺塾攵啻ǜ衅信息融合状态估计技术进行结合,利用B瞬ɡ砺奂胺椒ń饩龆啻ǜ衅魅诤瞎兰中的系统参数存在不确定、融合系统状态存在时滞、融合过程存在稳定度约束及系统描述存在非线性条件等问题,建立起将B瞬ɡ砺塾τ糜诙啻ǜ衅餍畔⑷诤状态估计中的方法框架。论文的主要研究成果为:根据离散系统有界实引理、苟ɡ砑跋咝跃卣蟛坏仁角蠼饧际醯玫搅艘桓稣山东大学博士学位论文
攵允导嗜诤舷低持谐橄蟪隼吹南低衬P妥刺嬖谑敝图跋低巢问嬖谒计方法。论文给出了该类型多传感器融合系统的数学模型描述,定义了系统!H合滤波器设计问题的性能指标。利用函数法得到了一个状态依赖于噪声状态融合估计,除了关注估计精度及约束指标等性能外,还应考虑所设计的融合计框架的基础上,进一步考虑具有稳定度约束条件的融合滤波器的设计问题,给出该类系统的数学模型,利用连续系统有界实引理及系统衰减速率控制引理,得到!H诤下瞬ㄆ鞯拇嬖谛远ɡ恚酶枚ɡ砀隽寺瞬ㄆ鞯纳杓扑悸泛头椒āJ例仿真结果表明,稳定性约束达到了调整滤波器跟踪收敛速率的目的。线性矩阵不等式转换和求解技术的H诤下瞬ㄆ魃杓品椒ā6杂谙咝远啻ǜ衅餍息融合系统的状态估计,现有的理论及方法均己趋于完善,框架体系较为成熟。理论研究价值。论文总结了在非线性系统状态融合估计中存在问题及现有的解决思路,结合论文中已讨论的不同类型融合系统B瞬ㄆ鞯纳杓品椒ǎ梅窍咝系统稳定性引理及线性矩阵不等式转换和求解技术,针对一类状态依赖于噪声的非线性多传感器系统设计融合滤波器,推导并得到该类系统的蘼瞬ㄆ鞔嬖谛远结论和方法是有效的。B瞬ɡ砺酆头椒ǖ募惺胶头植际蕉啻ǜ衅餍畔⑷诤下瞬ㄆ鳌=岷弦桓霾蝗范多传感器目标跟踪系统融合滤波器的设计实例,对比融合滤波的性能和效果,验证了所得结论的正确性和有效性。机摄动问题,提出了一类状态依赖于噪声的时滞多传感器融合系统B瞬ㄆ鞯纳的时滞融合系统!B瞬ㄆ魑榷ㄐ远ɡ恚诟枚ɡ淼幕∩希B懵瞬ㄆ鞯男阅指标,结合线性矩阵不等式求解技术得到了该类融合系统的B瞬ㄆ鳌NK得魉得结论的正确性,论文结合一个状态依赖于噪声的时滞融合估计问题实例,设计了系统的H诤下瞬ㄆ鳎抡娼峁砻髌渚哂薪虾玫淖刺诤瞎兰菩阅堋攵宰刺览涤谠肷亩啻ǜ衅餍畔⑷诤舷低常岢隽艘恢志哂形榷ǘ仍束条件的奕诤下瞬ㄆ魃杓品椒ā6杂谙低衬P椭写嬖谒婊愣亩啻ǜ衅飨低滤波器在保证稳定的前提下跟踪收敛的速率问题。论文在已有的H诤下瞬ㄆ魃攵砸焕嗑哂蟹窍咝蕴跫际亩啻ǜ衅餍畔⑷诤舷低常岢隽艘恢只将线性系统融合估计的处理方法进一步推广到非线性系统中具有重要实际意义和理,利用该定理可得到融合滤波器的设计步骤和方法。仿真结果表明,论文所得山东大学博士学位论文
感器信息融合理论的进一步补充和发展。论文最后总结了B瞬ɡ砺墼诙啻ǜ衅综上所述,本论文针对多传感器信息融合状态估计中的系统参数存在不确定、融合系统状态存在时滞等问题利用B瞬ɡ砺奂跋喙丶际踅醒芯浚玫搅艘恍在多传感器信息融合状态估计方面有针对性的定理和滤波器设计方法,是对多传信息融合状态估计应用中亟待解决的一些问题和下一步的