全書共9章, 其中, 第1章主要介紹多傳感器信息融合、傳感器網(wǎng)絡目標定位的理論與研究現(xiàn)狀, 第2-3章分別介紹了參數(shù)估計和凸優(yōu)化的基本理論;第4-7章給出了基于 TOA、基于TDOA、基于TOF, 以及基于RSS的凸優(yōu)化目標定位方法等方面的最新研究成果, 尤其給出了適應于傳感器網(wǎng)絡帶寬、傳感器節(jié)點能量有限的TOA量測量化方法;第8-9章分別給出了水聲傳感器網(wǎng)絡目標定位系統(tǒng)、超寬帶傳感器網(wǎng)絡目標定位系統(tǒng)的實現(xiàn)方法, 并開展了定位實驗, 進一步驗證本書所提出方法的有效性。
目錄
第1 章緒論//1
1．1 多傳感器信息融合概述//1
1．2 傳感器網(wǎng)絡目標定位基本理論//3
1．2．1 目標定位模型// 4
1．2．2 目標定位結構// 6
1．2．3 目標定位方法// 8
1．3 傳感器網(wǎng)絡目標定位研究現(xiàn)狀// 9
1．4 本書主要內(nèi)容// 13
第2 章參數(shù)估計基本理論// 15
2．1 引言// 15
2．2 估計性能評估// ．15
2．2．1 最小方差準則// 15
2．2．2 線性無偏估計準則// 17
2．3 Cramer-Rao 下界// 18
2．3．1 矢量參數(shù)的Cramer-Rao 下界19
2．3．2 矢量參數(shù)變換的Cramer-Rao 下界19
2．3．3 一般高斯情況的Cramer-Rao 下界20
2．4 最小二乘估計// ．21
2．4．1 線性最小二乘估計// 21
2．4．2 約束最小二乘估計// 22
2．4．3 非線性最小二乘估計// 23
2．4．4 序貫最小二乘估計// 24
2．5 最大似然估計// ．26
2．5．1 最大似然估計的定義// 26
2．5．2 最大似然估計的性質(zhì)// 26
2．5．3 最大似然估計的求解// 27
2．6 本章小結// 29
第3 章凸優(yōu)化基本理論// 31
3．1 一般優(yōu)化問題和凸優(yōu)化問題// 31
3．1．1 一般優(yōu)化問題// 31
3．1．2 凸優(yōu)化問題// 32
3．1．3 常見線性約束的凸優(yōu)化問題35
3．2 凸集// 36
3．2．1 凸集定義// 36
3．2．2 常見凸集及其定義// 36
3．2．3 凸集合的保凸運算// 38
3．3 凸函數(shù)// 38
3．3．1 凸函數(shù)定義// 38
3．3．2 凸函數(shù)判斷條件// 39
3．3．3 常見凸函數(shù)// 39
3．3．4 凸函數(shù)的保凸運算// 40
3．4 Lagrange 對偶與KKT 條件// 40
3．4．1 Lagrange 對偶函數(shù)// 40
3．4．2 Lagrange 對偶問題// 41
3．4．3 KKT 條件// 42
3．5 廣義不等式約束的凸優(yōu)化問題42
3．5．1 廣義不等式// 42
3．5．2 廣義不等式約束的凸優(yōu)化// 43
3．5．3 半正定規(guī)劃// 44
3．5．4 二階錐規(guī)劃// 45
3．6 本章小結// 45
第4 章基于到達時間的傳感器網(wǎng)絡目標定位46
4．1 引言// 46
4．2 問題描述// 48
4．3 基于量化TOA 的SDP 目標定位方法．51
4．4 錨節(jié)點存在位置誤差時目標定位方法56
4．4．1 最大似然問題建模// 56
4．4．2 半正定松弛// 57
4．5 Cramer-Rao 下界// 61
4．6 性能仿真及分析// 63
4．6．1 量測噪聲對定位性能的影響64
4．6．2 特征參數(shù)對定位性能的影響65
4．6．3 節(jié)點位置誤差對定位性能的影響．67
4．7 本章小結// 68
第5 章基于到達時間差的傳感器網(wǎng)絡目標定位70
5．1 引言// 70
5．2 問題描述// 72
5．3 基于TDOA 的SDP 目標定位方法73
5．3．1 SDP 目標定位方法// 73
5．3．2 擴展的SDP 目標定位方法// 76
5．4 錨節(jié)點存在位置誤差時目標定位方法78
5．4．1 最大似然問題建模// 78
5．4．2 半正定松弛// 79
5．5 多徑條件下目標定位方法// 82
5．6 性能仿真及分析// 84
5．6．1 量測噪聲對定位性能的影響85
5．6．2 特征參數(shù)對定位性能的影響87
5．6．3 節(jié)點位置誤差對定位性能的影響．90
5．7 本章小結// 92
第6 章基于距離量測的傳感器網(wǎng)絡目標定位94
6．1 引言// 94
6．2 問題描述// 95
6．3 基于TOF 的SDP 目標定位方法97
6．3．1 錨節(jié)點位置誤差下最大似然問題建模．97
6．3．2 半正定松弛// 98
6．4 Cramer-Rao 下界// ．102
6．5 理論分析// 105
6．5．1 方法計算復雜度// 105
6．5．2 與已有SDP 方法的關系// 106
6．5．3 與錨節(jié)點位置誤差有關的約束的實質(zhì)．107
6．5．4 唯一可定位性分析// 108
6．6 性能仿真及分析// 110
6．6．1 量測噪聲對定位性能的影響112
6．6．2 特征參數(shù)對定位性能的影響113
6．6．3 節(jié)點位置誤差對定位性能的影響115
6．6．4 網(wǎng)絡規(guī)模對定位性能的影響115
6．7 本章小結// 117
第7 章基于接收信號強度的傳感器網(wǎng)絡目標定位119
7．1 引言// ．119
7．2 問題描述// 120
7．3 基于RSS 的協(xié)作目標定位方法122
7．3．1 兩種SOCP 目標定位方法123
7．3．2 非高斯噪聲下協(xié)作目標定位方法125
7．4 基于RSS 的非協(xié)作目標定位方法127
7．4．1 Two-Step 目標定位方法// 127
7．4．2 目標輻射能量和位置聯(lián)合估計方法131
7．5 Cramer-Rao 下界// ．135
7．6 理論分析// 136
7．6．1 方法對比// 136
7．6．2 運算復雜度// 136
7．7 性能仿真及分析// 137
7．7．1 信噪比對定位性能的影響// 138
7．7．2 特征參數(shù)對定位性能的影響142
7．7．3 節(jié)點位置誤差對定位性能的影響146
7．8 本章小結// 147
第8 章水聲傳感器網(wǎng)絡目標定位系統(tǒng)149
8．1 引言// ．149
8．2 水聲傳感器網(wǎng)絡硬件系統(tǒng)// 150
8．3 目標定位實驗// 151
8．3．1 實驗系統(tǒng)構建// 151
8．3．2 實驗結果分析// 153
8．4 本章小結// 164
第9 章超寬帶傳感器網(wǎng)絡目標定位系統(tǒng)165
9．1 引言// ．165
9．2 UWB 硬件系統(tǒng)// ．165
9．3 基于UWB 硬件系統(tǒng)的定位方法實現(xiàn)167
9．4 目標協(xié)同定位實驗// 168
9．4．1 實驗系統(tǒng)構建// 168
9．4．2 實驗結果分析// 168
9．5 本章小結// 169
參考文獻// 170
縮略詞// 181
符號// 183
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