基于二次角度近似的高斯信念传播刚体定位方法

《IEEE Open Journal of Signal Processing》：Rigid Body Localization Via Gaussian Belief Propagation With Quadratic Angle Approximation

　　高斯信念传播（GaBP）是一种依赖于线性化误差和输入输出模型来求解复杂估计问题的低复杂度技术。近期研究表明，在三维（3D）空间中，基于距离的高斯信念传播方案可有效地用于静止和运动刚体的定位（RBL），前提是先验位置与目标刚体之间的相对旋转足够小。本文提出了一种新颖的基于距离的刚体定位方案，通过高斯信念传播显著放宽了上述限制。为此，所提方法引入了二次角度近似来线性化先验刚体与目标刚体之间的相对姿态，从而即使在大偏角情况下也能实现对相应旋转角的高精度估计。基于所得到的线性化模型，我们推导了相应的消息传递（MP）规则，以获得目标刚体相对于先验参考系的平移向量和旋转矩阵的估计值。数值结果证实了所提出的角度近似方法本身的良好性能，以及相比当前最优方案（SotA），其在均方根误差（RMSE）方面所取得的刚体定位性能优势，同时保持了较低的计算复杂度。