基于不确定性感知的多智能体主动式无线电地图估计

摘要

无线电地图是掌握电磁环境态势的关键要素。针对多机协同监测与构建无线电地图的场景，提出一种基于不确定性感知的采样轨迹规划协同控制方法，涵盖地图估计、区域探索和邻域探索三大模块。首先，采用高斯过程回归对无线电地图进行周期性重构，通过后验分布方差表征不确定性，为轨迹规划提供量化依据。其次，利用维诺图动态分配探索窗口，并设计不确定区域的质心检测与评估方法，以引导智能体优先探索高不确定性子区域。最后，智能体抵达质心位置后，结合历史采样点的空间分布特征，设计基于贪心测量的搜索方法，以实现低采样密度空间的邻域优先采样。仿真实验结果表明，提出的算法能够在短时间内采集高质量的数据，并在地图探索时间以及地图估计精度等方面均得到提升。

关键词

无线电地图估计 / 多智能体系统 / 协同控制 / 高斯过程回归 / 采样轨迹规划

基金资助

国家自然科学基金（62273077）; 四川省自然科学基金（2024NSFJQ0013）; 新基石科学基金（XPLORER PRIZE）