声矢量传感器阵中基于Kalman滤波和OPASTd的DOA跟踪算法.pdf

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1、第47卷第3期2015年6月南Journalof尿Na空航天大学学报UniversityofAeronautics8LAstronauticsV01．47No．3Jun．2015DOI：10．16356／j．1005—2615．2015．03．010声矢量传感器阵中基于Kalman滤波和OPASTd的DOA跟踪算法陈未央1’2张小飞1’2张立岑1’2(1．南京航空航天大学江苏省物联网与控制技术重点实验室，南京，210016；2．南京航空航天大学电子信息工程学院，南京，210016)摘要：研究了声矢量传感器阵动目标角度跟踪问题，并提

2、出了声矢量传感器阵中一种基于Kalman滤波和正交压缩近似投影子空间跟踪(Orthonormalprojectionapproximationandsubspacetrackingofdeflation，OPASTd)的波达方向(Directionofarrival，DOA)跟踪算法。该算法通过OPASTd算法来进行DOA的跟踪，从而克服了PASTd算法由于在某些情况下振荡但不收敛进而压缩数据、在迭代更新中由特征向量的不准确性产生误差累积等原因引起破坏信号子空间正交性的缺陷。Kalman滤波和0PASTd相结合算法可在估计角度的同

3、时进行数据关联，与传统的PASTd算法相比，角度跟踪性能更好。该算法的优越性均可在文中得到验证。关键词：声矢量传感器阵；波达方向估计；Kalman滤波；OPASTd中图分类号：TN911I7文献标志码：A文章编号：1005—2615(2015)03—0377—07DOATrackingAlgorithmforAcousticVector‘SensorArrayviaChen(1．JiangsuKeyLaboratoryofKalmanFilterand0PASTdWeiyan91”，ZhangXiaofeil”，ZhangLice

4、nl，2InternetofThingsandControlTechnologies，NanjingUniversityofAeronautics&Astronautics，Nanjing，210016，China；2．CollegeofElectronicandInformationEngineering，NanjingUniversityofAeronautics&Astronautics，Nanjing，210016，China)Abstract：Adirectionofarrival(DOA)trackingalgorit

5、hmviaKalmanfilterandorthonormalprojectionapproximationandsubspacetrackingofdeflation(OPASTd)foracousticvector—sensorarrayisproposedbasedontheinvestigationoftargettracking．TheproposedalgorithmusesOPASTdalgorithmtotrackDOA，thusovercomingthedestroyedorthogonalityofsignal

6、subspaceofPASTdalgorithm．Therea—sonsforthisdefeltare：Firstly，thevibratedandnon—convergentPASTdalgorithmleadstodatacom—pressioninsomecases；secondly，thePASTdalgorithmproduceserroraccumulationbytheinaccuracyofeigenvectorsduringiterativeupdate．Theproposedalgorithmcanestim

7、ateangleandcontactdata，whichhasabetterDOAtrackingperformancethantraditionalPASTdalgorithm．Simulationresultsverifytheusefulnessoftheproposedalgorithm．Keywords：acousticvector—sensorarray；directionofarrival(DOA)estimation；Kalmanfilter；OPASTd基金项目：国家自然科学基金(61371169)资助项目；江苏

8、省博士后科研资助计划(1201039C)资助项目；中国博士后基金(2012M521099)资助项El；江苏高校优势学科建设工程资助项目。收稿日期：2015—02—01；修订日期：2015—03—29通信作者：张小飞，男，教授，博士生导师，E-mai