Skip to main content
CenXiv.org
此网站处于试运行阶段,支持我们!
我们衷心感谢所有贡献者的支持。
贡献
赞助
cenxiv logo > eess > arXiv:2507.14300

帮助 | 高级搜索

电气工程与系统科学 > 系统与控制

arXiv:2507.14300 (eess)
[提交于 2025年7月18日 ]

标题: 基于分布式一致性观测器的目标状态估计设计与方位测量

标题: Distributed consensus-based observer design for target state estimation with bearing measurements

Authors:Marcelo Jacinto, Pedro Trindade, Francisco Rego, Rita Cunha
摘要: 本文介绍了一种新颖的基于分布式共识的观测器设计,使无向通信网络中的一组智能体能够解决目标跟踪问题,其中目标被建模为任意阶次的积分器链。 每个智能体假定知道其自身的位置,并同时测量相对于目标的方位向量。 我们首先引入一种适用于状态动力学建模为积分器链且测量模型遵循特定非线性但适合观测器形式的连续时间观测器设计。 该设计利用了一个结合创新项和共识项的修正项,使得每个智能体只需向邻居广播部分状态估计,从而有效减少网络中的数据流量。 为了提供一致的指数稳定性保证,引入了一类广义观测器形式的非线性闭环系统的新型结果,并随后用作推导观测器增益稳定性条件的主要工具。 然后,通过探索正交投影矩阵的性质,所提出的设计用于解决分布式目标跟踪问题,并提供依赖于目标-智能体几何构型的显式稳定性条件。 针对目标分别建模为一阶、二阶和三阶积分器动力学的情况,推导出实际例子,突出设计过程和施加的稳定性条件。 最后,数值结果展示了所提出算法的特性。
摘要: This paper introduces a novel distributed consensus-based observer design that enables a group of agents in an undirected communication network to solve the problem of target tracking, where the target is modeled as a chain of integrators of arbitrary order. Each agent is assumed to know its own position and simultaneously measure bearing vectors relative to the target. We start by introducing a general continuous time observer design tailored to systems whose state dynamics are modeled as chains of integrators and whose measurement model follows a particular nonlinear but observer-suited form. This design leverages a correction term that combines innovation and consensus components, allowing each agent to broadcast only a part of the state estimate to its neighbours, which effectively reduces the data flowing across the network. To provide uniform exponential stability guarantees, a novel result for a class of nonlinear closed-loop systems in a generalized observer form is introduced and subsequently used as the main tool to derive stability conditions on the observer gains. Then, by exploring the properties of orthogonal projection matrices, the proposed design is used to solve the distributed target tracking problem and provide explicit stability conditions that depend on the target-agents geometric formation. Practical examples are derived for a target modeled as first-, second-, and third-order integrator dynamics, highlighting the design procedure and the stability conditions imposed. Finally, numerical results showcase the properties of the proposed algorithm.
主题: 系统与控制 (eess.SY)
引用方式: arXiv:2507.14300 [eess.SY]
  (或者 arXiv:2507.14300v1 [eess.SY] 对于此版本)
  https://doi.org/10.48550/arXiv.2507.14300
通过 DataCite 发表的 arXiv DOI(待注册)

提交历史

来自: Marcelo Jacinto [查看电子邮件]
[v1] 星期五, 2025 年 7 月 18 日 18:19:02 UTC (1,828 KB)
全文链接:

获取论文:

    查看标题为《》的 PDF
  • 查看中文 PDF
  • 查看 PDF
  • HTML(实验性)
  • TeX 源代码
  • 其他格式
许可图标 查看许可
当前浏览上下文:
eess.SY
< 上一篇   |   下一篇 >
新的 | 最近的 | 2025-07
切换浏览方式为:
cs
cs.SY
eess

参考文献与引用

  • NASA ADS
  • 谷歌学术搜索
  • 语义学者
a 导出 BibTeX 引用 加载中...

BibTeX 格式的引用

×
数据由提供:

收藏

BibSonomy logo Reddit logo

文献和引用工具

文献资源探索 (什么是资源探索?)
连接的论文 (什么是连接的论文?)
Litmaps (什么是 Litmaps?)
scite 智能引用 (什么是智能引用?)

与本文相关的代码,数据和媒体

alphaXiv (什么是 alphaXiv?)
CatalyzeX 代码查找器 (什么是 CatalyzeX?)
DagsHub (什么是 DagsHub?)
Gotit.pub (什么是 GotitPub?)
Hugging Face (什么是 Huggingface?)
带有代码的论文 (什么是带有代码的论文?)
ScienceCast (什么是 ScienceCast?)

演示

复制 (什么是复制?)
Hugging Face Spaces (什么是 Spaces?)
TXYZ.AI (什么是 TXYZ.AI?)

推荐器和搜索工具

影响之花 (什么是影响之花?)
核心推荐器 (什么是核心?)
IArxiv 推荐器 (什么是 IArxiv?)
  • 作者
  • 地点
  • 机构
  • 主题

arXivLabs:与社区合作伙伴的实验项目

arXivLabs 是一个框架,允许合作伙伴直接在我们的网站上开发和分享新的 arXiv 特性。

与 arXivLabs 合作的个人和组织都接受了我们的价值观,即开放、社区、卓越和用户数据隐私。arXiv 承诺这些价值观,并且只与遵守这些价值观的合作伙伴合作。

有一个为 arXiv 社区增加价值的项目想法吗? 了解更多关于 arXivLabs 的信息.

这篇论文的哪些作者是支持者? | 禁用 MathJax (什么是 MathJax?)
  • 关于
  • 帮助
  • contact arXivClick here to contact arXiv 联系
  • 订阅 arXiv 邮件列表点击这里订阅 订阅
  • 版权
  • 隐私政策
  • 网络无障碍帮助
  • arXiv 运营状态
    通过...获取状态通知 email 或者 slack

京ICP备2025123034号