凸優化目標定位理論與方法

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 傳感器網絡目標定位研究現狀// 9
1.4 本書主要內容// 13
第2 章參數估計基本理論// 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 矢量參數的Cramer-Rao 下界19
2.3.2 矢量參數變換的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// 26
2.5.3 最大似然估計的求解// 27
2.6 本章小結// 29
第3 章凸優化基本理論// 31
3.1 一般優化問題和凸優化問題// 31
3.1.1 一般優化問題// 31
3.1.2 凸優化問題// 32
3.1.3 常見線性約束的凸優化問題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// 38
3.3.1 凸函數定義// 38
3.3.2 凸函數判斷條件// 39
3.3.3 常見凸函數// 39
3.3.4 凸函數的保凸運算// 40
3.4 Lagrange 對偶與KKT 條件// 40
3.4.1 Lagrange 對偶函數// 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化// 43
3.5.3 半正定規劃// 44
3.5.4 二階錐規劃// 45
3.6 本章小結// 45
第4 章基於到達時間的傳感器網絡目標定位46
4.1 引言// 46
4.2 問題描述// 48
4.3 基於量化TOA 的SDP 目標定位方法.51
4.4 錨節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 半正定鬆弛// 57
4.5 Cramer-Rao 下界// 61
4.6 性能模擬及分析// 63
4.6.1 量測噪聲對定位性能的影響64
4.6.2 特徵參數對定位性能的影響65
4.6.3 節點位置誤差對定位性能的影響.67
4.7 本章小結// 68
第5 章基於到達時間差的傳感器網絡目標定位70
5.1 引言// 70
5.2 問題描述// 72
5.3 基於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 半正定鬆弛// 79
5.5 多徑條件下目標定位方法// 82
5.6 性能模擬及分析// 84
5.6.1 量測噪聲對定位性能的影響85
5.6.2 特徵參數對定位性能的影響87
5.6.3 節點位置誤差對定位性能的影響.90
5.7 本章小結// 92
第6 章基於距離量測的傳感器網絡目標定位94
6.1 引言// 94
6.2 問題描述// 95
6.3 基於TOF 的SDP 目標定位方法97
6.3.1 錨節點位置誤差下最大似然問題建模.97
6.3.2 半正定鬆弛// 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 與錨節點位置誤差有關的約束的實質.107
6.5.4 唯一可定位性分析// 108
6.6 性能模擬及分析// 110
6.6.1 量測噪聲對定位性能的影響112
6.6.2 特徵參數對定位性能的影響113
6.6.3 節點位置誤差對定位性能的影響115
6.6.4 網絡規模對定位性能的影響115
6.7 本章小結// 117
第7 章基於接收信號強度的傳感器網絡目標定位119
7.1 引言// .119
7.2 問題描述// 120
7.3 基於RSS 的協作目標定位方法122
7.3.1 兩種SOCP 目標定位方法123
7.3.2 非高斯噪聲下協作目標定位方法125
7.4 基於RSS 的非協作目標定位方法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 性能模擬及分析// 137
7.7.1 信噪比對定位性能的影響// 138
7.7.2 特徵參數對定位性能的影響142
7.7.3 節點位置誤差對定位性能的影響146
7.8 本章小結// 147
第8 章水聲傳感器網絡目標定位系統149
8.1 引言// .149
8.2 水聲傳感器網絡硬件系統// 150
8.3 目標定位實驗// 151
8.3.1 實驗系統構建// 151
8.3.2 實驗結果分析// 153
8.4 本章小結// 164
第9 章超寬帶傳感器網絡目標定位系統165
9.1 引言// .165
9.2 UWB 硬件系統// .165
9.3 基於UWB 硬件系統的定位方法實現167
9.4 目標協同定位實驗// 168
9.4.1 實驗系統構建// 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