×

一种信息最大化传感器选择的外近似方法。 (英语) Zbl 1269.90074号

摘要:本文讨论了信息最大化传感器选择,该传感器选择确定了一组测量位置,在状态变量估计中提供了最大熵减少。在通信限制的约束下,提出了一种新的混合整数半定规划(MISDP)公式。该公式使用二进制变量来指示是否选择了相应的测量位置,并通过利用包含二进制变量的双线性项的线性等价形式来确保目标函数的凸性和约束函数的线性。然后,为MISDP公式开发了一种外近似算法,该算法通过求解一系列混合整数线性规划来获得全局最优解,这些规划具有可靠的求解器。通过与基于分枝定界的非线性规划松弛方法的比较,数值实验验证了该算法的解的最优性和计算效率。通过选择传感器跟踪运动目标的例子,证明了所提出方法的适用性,并强调了其处理二次约束的能力。

MSC公司:

90立方厘米22 半定规划
90立方厘米 混合整数编程
90 C90 数学规划的应用
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
全文: 内政部

参考文献:

[1] Anstreicher K.,Fampa M.,Lee J.,Williams J.:使用连续非线性松弛来解决约束最大熵采样问题。数学。程序。85, 221–240 (1999) ·Zbl 0954.90048号 ·doi:10.1007/s101070050055
[2] Anstreicher K.、Fampa M.、Lee J.、Williams J.:最大熵远程采样。离散应用程序。数学。18(3), 211–226 (2001) ·Zbl 0962.62006号 ·doi:10.1016/S0166-218X(00)00217-1
[3] Anstreicher K.M.:半定规划与非凸二次约束二次规划的重整线性化技术。J.全球。最佳方案。43(2–3), 471–484 (2009) ·Zbl 1169.90425号 ·doi:10.1007/s10898-008-9372-0
[4] Bertsekas D.:《动态规划和最优控制》,第一卷,雅典娜科学出版社,贝尔蒙特(2005)·邮编1125.90056
[5] Boginski,V.L.,Commander,C.W.,Pardalos,P.M.,Ye,Y.(编辑):传感器:理论、算法和应用。柏林施普林格出版社(2012)
[6] Boyd S.,Vanderberghe L.:凸优化。剑桥大学出版社,剑桥(2004)
[7] Bueso M.、Angulo J.和Alonso F.:基于熵的最优空间抽样设计的状态空间模型方法。环境。经济。《统计》第5卷,第29–44页(1998年)·doi:10.1023/A:1009603318668
[8] Burer S.,Lee J.:使用因子掩码解决最大熵采样问题。数学。程序。109(2-3),263–281(2007)·Zbl 1278.90317号 ·doi:10.1007/s10107-006-0024-1
[9] Cheng M.X.,Gong X.:传感器网络中最大生存期覆盖保持调度算法。J.全球。最佳方案。51(3), 447–462 (2011) ·Zbl 1229.90028号 ·电话:10.1007/s10898-010-9636-3
[10] Choi H.L.,How J.P.:用于信息预测的移动传感器的连续轨迹规划。Automatica 46(8),1266–1275(2010)·Zbl 1204.93063号 ·doi:10.1016/j.automatica.2010.05.004
[11] Choi H.L.,How J.P.:移动传感器网络的协调目标定位,以改进集合预测。IEEE Sens.J.11(3),621–633(2011)·doi:10.1109/JSEN.2010.2053197
[12] Choi H.L.,How J.P.:大型系统传感器网络的有效定位。IEEE传输。控制系统。Technol公司。19(6), 1569–1577 (2011) ·doi:10.1109/TCST.2010.2093134
[13] Choi,H.L.,How,J.P.,Barton,P.I.:广义最大熵采样的外近似算法。In:美国控制会议(2008)
[14] Cover T.,Thomas J.:《信息理论的要素》。威利,纽约(1991)·Zbl 0762.94001号
[15] CPLEX公司:http://www.ilog.com/products/cplex/2009年3月访问
[16] Duran M.,Grossmann I.:一类混合整数非线性程序的外近似算法。数学。程序。36(3), 307–339 (1986) ·Zbl 0619.90052号 ·doi:10.1007/BF02592064
[17] Fletcher R.,Leyffer S.:通过外近似求解混合整数非线性程序。数学。程序。66(1–3), 327–349 (1994) ·Zbl 0833.90088号 ·doi:10.1007/BF01581153
[18] Friedlander B.,Weiss A.J.:关于样本协方差矩阵特征向量的二阶统计量。IEEE传输。信号处理。46(11),3136–3139(1998)·数字对象标识代码:10.1109/78.726832
[19] Glover F.,Woosley E.:将0–1多项式规划问题转换为0–1线性规划。操作。第22(1)号决议,180–182(1972)·Zbl 0272.90049号 ·doi:10.1287/操作22.1.180
[20] Grocholsky B.、Keller J.、Kumar V.、Pappas J.:合作空中和地面监视。IEEE机器人。自动化。Mag.13(3),16-25(2006)·doi:10.1109/MRA.2006.1678135
[21] Grocholsky,B.,Makarenko,A.,Durrant-Whyte,H.:多传感器平台的信息论协调控制。在:IEEE国际机器人与自动化会议,第1521-1526页。台湾台北(2003)·Zbl 1027.68813号
[22] Hirsch,M.J.,Pardalos,P.M.,Murphey,R.(编辑):信息系统动力学。柏林施普林格出版社(2010年)·Zbl 1197.68013号
[23] Hoffman,A.,Lee,J.,Williams,J.:最大熵抽样的新上界。摘自:MODA 6——面向模型的设计和分析进展,第143-153页(2001年)
[24] Hoffmann G.、Tomlin C.J.:使用互信息方法和粒子滤波器的移动传感器网络控制。IEEE传输。自动化。控制55(1),32–47(2010)·Zbl 1368.93714号 ·doi:10.1109/TAC.2009.2034206
[25] Horn R.A.,Johnson C.:矩阵分析。剑桥大学出版社,剑桥(1985)·Zbl 0576.15001号
[26] Johnstone I.M.:关于主成分分析中最大特征值的分布。Ann.Stat.29(2),295–327(2001)·Zbl 1016.62078号 ·doi:10.1214/aos/1009210544
[27] Kesavan P.,Allgor R.,Gatzke E.,Barton P.I.:可分离非凸混合整数非线性程序的外部近似算法。数学。程序。序列号。A 100(3),517–535(2004)·Zbl 1136.90024号
[28] Kesavan P.,Barton P.:非凸混合整数非线性程序的分解算法。AIChE症状。序列号。96(323), 458–461 (1999)
[29] Ko C.W.,Lee J.,Queyranne M.:最大熵采样的精确算法。操作。第43(4)号决议,684-691(1995)·Zbl 0857.90069号 ·doi:10.1287/opre.43.4.684
[30] Krause A.、Singh A.、Guestrin C.:高斯过程中的近最优传感器布置:理论、高效算法和实证研究。J.马赫。学习。第9(2)号决议,235–284(2008)·Zbl 1225.68192号
[31] Lee J.:约束最大熵抽样。操作。第46(5)号决议,655-664(1998)·Zbl 1009.62599号 ·doi:10.1287/操作46.5.655
[32] Lee J.,Williams J.:最大熵抽样的线性整数规划。数学。程序。序列号。B 94,247–256(2003)·Zbl 1030.90063号 ·doi:10.1007/s10107-002-0318-x
[33] Park S.、Choi H.-L.、Roy R.、How J.P.:学习大规模环境的协方差动力学,以实现无人机传感器的信息路径规划。国际航空工程师协会。空间科学。11(4), 326–337 (2010)
[34] Shewry M.,Wynn H.:最大熵采样。J.应用。Stat.46,165-170(1987)·doi:10.1080/02664768700000020
[35] TOMLAB BARNLP公司:http://tomopt.com/docs/tomlab/tomlab004.php2012年2月访问
[36] TOMLAB CPLEX公司:http://tomopt.com/tomlab/products/cplex/2009年3月访问
[37] TOMLAB针织衫:http://tomopt.com/tomlab/products/knitro/2009年3月访问
[38] Wang,H.,Yao,K.,Pottie,G.,Estrin,D.:基于熵的传感器选择启发式算法,用于目标定位。摘自:传感器网络信息处理国际研讨会,第36-45页。伯克利(2004)
[39] Williams J.L.、Fisher J.W.III、Willsky A.S.:通信约束传感器网络管理的近似动态规划。IEEE传输。信号处理。55(8), 3995–4003 (2007) ·Zbl 1390.94477号 ·doi:10.1109/TSP.2007.896119
[40] 张毅,季奇:“d-k最优”实验设计的构造算法。技术计量16,203–210(1974)
此参考列表基于出版商或数字数学图书馆提供的信息。其项与zbMATH标识符进行启发式匹配,可能包含数据转换错误。在某些情况下,zbMATH Open的数据对这些数据进行了补充/增强。这试图尽可能准确地反映原始论文中列出的参考文献,而不要求完整或完全匹配。