基于不完全量測下集員濾波的礦井人員安全狀態(tài)估計方法

權利要求 1.基于不完全量測下集員濾波的礦井人員安全狀態(tài)估計方法，其特征在于， 包括如下步驟： I.在礦井工作區域上方布置多個(gè)無(wú)線(xiàn)傳感器，收集礦井作業(yè)人員的位置和速度信息； II.建立礦井作業(yè)人員定位系統模型； 系統模型建立過(guò)程如下： 礦井作業(yè)人員在礦井工作區域內移動(dòng)時(shí)，其狀態(tài)量xk包括位置和速度，用以下向量表示： xk＝[x1,k v1,k x2,k v2,k]T (1) 其中，xk為4維向量，表示礦井作業(yè)人員狀態(tài)；(x1,k,x2,k)表示礦井作業(yè)人員在時(shí)刻tk時(shí)的位置坐標；(v1,k,v2,k)表示礦井作業(yè)人員在時(shí)刻tk時(shí)的速度坐標； 給出礦井作業(yè)人員的動(dòng)態(tài)狀態(tài)方程xk+1如下： xk+1＝Akxk+Bkuk+ωk(2) 其中， 其中，Δtk＝tk+1-tk，表示由以上多個(gè)無(wú)線(xiàn)傳感器組成的礦井作業(yè)人員定位系統中兩個(gè)連續采樣時(shí)刻之間的時(shí)間間隔；向量uk表示狀態(tài)軌跡的變化趨勢；ωk為過(guò)程噪聲； 定義無(wú)線(xiàn)傳感器的數量為m，m為大于0的自然數；其中，第i個(gè)無(wú)線(xiàn)傳感器在時(shí)刻tk的相應量測量為yi,k，0＜i≤m；則量測方程的表達式為： 其中，為量測噪聲vk的分量；gi(xk)為距離函數，gi(xk)的表達式為： 其中，表示第i個(gè)無(wú)線(xiàn)傳感器的位置坐標；為簡(jiǎn)化表達，令： 然后將量測結果改寫(xiě)為： yk＝g(xk)+vk(6) 其中，yk∈Rm為m維向量，并且 其中，過(guò)程噪聲ωk∈Rn為n維向量，n取4，量測噪聲vk∈Rm為m維向量； 過(guò)程噪聲ωk∈Rn和量測噪聲vk∈Rm分別屬于以下橢球集W和V： 其中，Qk和Rk是已知的正定對稱(chēng)矩陣，描述了橢球的大小和形狀； III.根據礦井作業(yè)人員定位系統模型構造基于不完全量測下的集員濾波器； III.1.構建不完全量測下的傳輸機制； 以上各個(gè)無(wú)線(xiàn)傳感器相互獨立的分別采用不完全量測下的傳輸機制來(lái)傳輸信息；定義第i個(gè)無(wú)線(xiàn)傳感器的信息在不完全量測下的傳輸時(shí)間序列表示為： 其中，表示無(wú)線(xiàn)傳感器i在k時(shí)刻第t+1次傳輸信息；t＝0,1,2…； 定義如下公式： 其中，σi,k表示第i個(gè)無(wú)線(xiàn)傳感器