基于动态联盟的多传感器协同探测与跟踪

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无线传感器网络空中目标跟踪任务分配技术的研究

无线传感器网络空中目标跟踪任务分配技术的研究
息处 理需要 考虑 的关键 因素 。无线 传感器 网络在 目标 跟踪 时 的协 同任务 分配 多采 用基 于动态联 盟 的
利用 现代系 统和智 能理 论对 空 中飞行 目标进 行
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刘 梅 ,李 海 昊 ,沈 毅
( .哈尔 滨 工 业 大 学 电子 与 信 息技 术 研 究 院 ,哈尔 滨 100 ; . 1 50 1 2 哈尔 滨 工 业 大 学 控 制 科学 与 工 程 系 ,哈 尔 滨 100 ) 50 1

要 :以无 线 传 感 器 网 络 对 空 中 飞 行 H标 跟 踪 为 背 景 , 对 无 线 传 感 器 网络 协 同技 术 中 的任 务 分 配 问题 , 针
方法 。假设 无线传 感器 网络 在实施 对某 空域监 视过
程中, 一个传 感器 节 点 探测 到 空 域 内某 个 飞行 目标 出现 , 它为 了完成这 个 跟踪任 务 , 要 与网络 中的相 需
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O 引 言
踪 , 它是 协 同信 息 处 理 的重 要 组 成 部分 。 如何 实

传感器网络的协同工作机制研究

传感器网络的协同工作机制研究

传感器网络的协同工作机制研究在当今科技飞速发展的时代,传感器网络正逐渐成为我们生活中不可或缺的一部分。

从智能家居中的环境监测,到工业生产中的设备监控,再到城市交通的实时管理,传感器网络的应用无处不在。

然而,要实现这些广泛而复杂的应用,传感器网络的协同工作机制至关重要。

传感器网络是由大量分布在不同位置的传感器节点组成的。

这些节点通过无线通信方式相互连接,共同完成对特定区域或对象的监测和数据采集任务。

每个传感器节点通常具有感知、计算和通信能力,但由于其自身资源有限,如能量、存储和处理能力等,单个节点往往无法独立完成复杂的任务。

因此,需要多个节点之间协同工作,才能充分发挥传感器网络的优势。

传感器网络的协同工作机制涉及多个方面。

首先是任务分配。

在一个传感器网络中,可能存在多种不同的任务,如温度监测、湿度检测、物体追踪等。

如何将这些任务合理地分配给各个节点,使得整个网络能够高效地完成所有任务,是协同工作机制需要解决的首要问题。

这需要考虑节点的能力、位置、剩余能量等因素,以确保任务分配的公平性和有效性。

其次是数据融合。

由于多个传感器节点可能同时对同一对象或现象进行监测,会产生大量的冗余数据。

为了减少数据传输量、降低网络能耗和提高数据的准确性,需要对这些数据进行融合处理。

数据融合可以在传感器节点内部进行,也可以在汇聚节点或基站进行。

通过采用合适的数据融合算法,如加权平均、卡尔曼滤波等,可以从多个数据源中提取出更有价值的信息。

再者是通信协作。

在传感器网络中,节点之间的通信是实现协同工作的基础。

有效的通信协议和策略能够确保数据的可靠传输、减少通信冲突和降低能耗。

例如,采用时分多址(TDMA)、码分多址(CDMA)等通信方式,可以合理分配通信资源,提高通信效率。

同时,通过功率控制技术,可以调整节点的发射功率,在保证通信质量的前提下,降低能量消耗。

另外,节点的协同定位也是一个重要方面。

在某些应用中,需要准确知道传感器节点的位置信息,以便对监测数据进行准确的分析和处理。

面向复杂动态场景的多传感器定位与场景重构方法

面向复杂动态场景的多传感器定位与场景重构方法

面向复杂动态场景的多传感器定位与场景重构方法2023-11-10•引言•多传感器定位技术•复杂动态场景下的传感器部署与优化•场景重构方法•实验验证与分析目•结论与展望录01引言背景随着物联网、人工智能等技术的快速发展,多传感器定位与场景重构技术在智能家居、智慧城市等领域得到了广泛应用,成为当前研究的热点问题。

意义多传感器定位与场景重构技术能够实现对目标物体的精准定位和场景信息的全面感知,对于提高物联网设备的智能化水平、增强智慧城市的安全监控能力等方面具有重要意义。

研究背景与意义目前,多传感器定位与场景重构技术已经取得了一定的研究成果,但仍存在一些问题,如传感器之间的信息融合、动态场景下的实时定位等。

现状在复杂动态场景中,由于环境变化和干扰因素的影响,多传感器定位与场景重构面临着诸多的挑战,如何提高定位精度和鲁棒性,实现对动态目标的实时跟踪和场景重构是亟待解决的问题。

挑战研究现状与挑战研究内容与方法研究内容本研究旨在解决面向复杂动态场景的多传感器定位与场景重构问题,主要研究内容包括:1)多传感器的信息融合算法;2)动态场景下的目标定位与跟踪;3)场景信息的重构与可视化。

研究方法本研究采用理论分析与实验验证相结合的方法,首先建立多传感器信息融合模型,通过对各种传感器的数据进行融合处理,提高定位精度和鲁棒性;其次,设计动态场景下的目标定位与跟踪算法,实现对动态目标的实时跟踪;最后,通过实验验证本研究的可行性和有效性。

02多传感器定位技术利用无线信号强度衰减模型,通过接收信号强度估计距离,实现定位。

信号强度到达时间到达时间差通过测量信号从发射点到接收点的时间,计算信号传播距离,确定位置。

通过比较不同接收点收到信号的时间差,计算信号传播距离差,确定位置。

030201通过采集环境中的信号特征,构建包含信号特征和位置关系的指纹地图。

构建指纹地图在定位过程中,实时采集信号特征并与指纹地图进行匹配,确定位置。

实时匹配根据环境变化更新指纹地图,适应环境变化。

多传感器目标跟踪与定位研究

多传感器目标跟踪与定位研究

多传感器目标跟踪与定位研究随着科技的不断进步和应用的不断拓展,多传感器目标跟踪与定位逐渐成为研究的热点。

通过利用多个传感器收集的信息,可以提高目标跟踪和定位的准确性、鲁棒性和可靠性。

本文将对多传感器目标跟踪与定位的研究进行分析,并探讨其在不同领域的应用需求和潜在挑战。

一、多传感器目标跟踪与定位介绍多传感器目标跟踪与定位是指利用多个传感器对目标进行同时观测并推断目标位置的技术。

其中,传感器可以包括动态传感器(如雷达、红外传感器等)和静态传感器(如摄像头、声纳传感器等)。

通过组合多个传感器收集到的信息,可以获得更全面、准确的目标位置估计。

多传感器目标跟踪与定位的应用领域广泛,包括军事、航空航天、智能交通、环境监测等。

例如,在军事领域,多传感器目标跟踪与定位可以用于敌方目标监测和识别,提供情报支持;在智能交通中,可以用于交通流量监测和分析,优化交通调度。

二、多传感器目标跟踪与定位的优势相比单一传感器,多传感器目标跟踪与定位具有以下优势:1. 提高定位精度:不同传感器对目标进行观测,可以提供多个观测结果,并通过数据融合算法估计目标位置,从而提高定位精度。

2. 提高目标鉴别能力:通过多传感器的组合使用,可以更准确地鉴别目标,减少误判。

3. 增加鲁棒性:由于不同传感器具有不同的工作原理和物理特性,通过多传感器的信息融合可以提高系统的鲁棒性,减少单一传感器的局限性带来的影响。

4. 提高目标跟踪的可靠性:多传感器目标跟踪与定位可以通过高斯滤波等方法,对每个传感器的观测数据进行处理和融合,提高目标跟踪的可靠性。

三、多传感器目标跟踪与定位的研究挑战尽管多传感器目标跟踪与定位具有许多优势,但也面临一些挑战:1. 数据融合:如何将多个传感器获得的信息进行融合,准确估计目标的位置是研究的重要问题。

数据融合过程中需要考虑传感器之间的误差、权重分配等问题。

2. 数据关联:如何将不同传感器收集到的信息进行关联,准确匹配目标是关键。

基于改进AHP的多传感器协同探测效能评估方法

基于改进AHP的多传感器协同探测效能评估方法

收稿日期:2020-03-30修回日期:2020-05-20基金项目:××预研基金资助项目(30104010203)作者简介:张宏斌(1979-),男,辽宁朝阳人,博士,讲师。

研究方向:直升机航电技术,人工智能。

摘要:为对多传感器协同探测效能进行准确、可信的评估,提出了一种基于改进层次分析法(Analytic HierarchyProcess ,简称AHP )的效能评估方法。

依据多传感器协同探测目的选取效能评估指标,采用层次分析法建立效能评估指标体系,利用经验值进行各指标权重赋值,并通过熵权法对各指标权重进行综合计算,最后得到效能评估值。

算例验证表明,该方法能够进行全面、客观的效能评估,减小了主观因素干扰,对多机传感器协同探测的研究具有一定参考价值。

关键词:传感器,协同探测,效能评估,层次分析法中图分类号:TP212文献标识码:ADOI :10.3969/j.issn.1002-0640.2021.05.020引用格式:张宏斌,鞠艳秋,齐驰,等.基于改进AHP 的多传感器协同探测效能评估方法[J ].火力与指挥控制,2021,46(5):108-112.基于改进AHP 的多传感器协同探测效能评估方法*张宏斌,鞠艳秋,齐驰,杨杰(陆军航空兵学院,北京101123)Evaluation Method of Sensors Coordination Detection Efficiency Based on Modified AHPZHANG Hong-bin ,JU Yan-qiu ,QI Chi ,YANG Jie (Army Aviation Institute ,Beijing 101123,China )Abstract :In order to make accurate and credible evaluation of sensors coordination detectionefficiency ,the efficiency evaluation method based on the Analytic Hierarchy Process(AHP )is proposed in this paper.At first ,according to the purpose of multisensors coordination detection the efficiency evaluation index system is selected.Then ,the weight of each index is comprehensively calculated and the efficiency evaluation value is obtained by entropy weight method.The example results show that the method can make complete and objective efficiency evaluation and can reduce the interference of the subjective factors and it has certain reference value for multi sensors coordination detection research.Key words :sensor ,coordination detection ,efficiency evaluation ,AHP Citation format :ZHANG H B ,JU Y Q ,QI C ,et al.Evaluation method of sensors coordination detection efficiency based on modified AHP [J ].Fire Control &Command Control ,2021,46(5):108-112.0引言多传感器协同探测在体系协同作战中发挥重要作用,通过多传感器协同可以对目标进行范围更广、精度更高、速度更快的搜索和跟踪,对提升体系协同作战能力具有重要的意义。

《智能网联汽车:激光与视觉SLAM详解》随笔

《智能网联汽车:激光与视觉SLAM详解》随笔

《智能网联汽车:激光与视觉SLAM详解》读书随笔目录一、内容描述 (2)1.1 背景介绍 (3)1.2 智能网联汽车的发展趋势 (4)二、激光SLAM技术 (6)2.1 激光SLAM的基本原理 (7)2.2 激光SLAM的关键技术 (8)2.2.1 盲区检测与补全 (10)2.2.2 闭环检测与修正 (11)2.2.3 传感器标定与误差校正 (11)2.3 激光SLAM在智能网联汽车中的应用场景 (13)2.3.1 自动驾驶辅助系统 (15)2.3.2 环境感知与导航 (16)2.3.3 车辆协同与交通管理 (17)三、视觉SLAM技术 (18)3.1 视觉SLAM的基本原理 (19)3.2 视觉SLAM的关键技术 (21)3.2.1 目标识别与跟踪 (22)3.2.2 语义地图构建与更新 (23)3.2.3 重定位与路径规划 (24)3.3 视觉SLAM在智能网联汽车中的应用场景 (25)3.3.1 车载导航与娱乐系统 (27)3.3.2 车辆控制与交互 (28)3.3.3 实时路况分析与预警 (30)四、激光与视觉SLAM的融合应用 (31)4.1 融合框架与策略 (32)4.2 数据关联与优化方法 (34)4.3 融合系统的性能评估与改进方向 (36)五、未来展望与挑战 (38)5.1 智能网联汽车激光与视觉SLAM技术的发展趋势 (39)5.2 面临的技术挑战与解决方案 (41)六、结语 (42)6.1 读书感悟与收获 (43)6.2 对智能网联汽车激光与视觉SLAM技术的期待 (45)一、内容描述《智能网联汽车:激光与视觉SLAM详解》一书深入探讨了智能网联汽车在激光与视觉SLAM技术方面的应用和发展。

本书不仅介绍了智能网联汽车的基础知识和相关技术背景,还详细解析了激光SLAM 和视觉SLAM在智能网联汽车中的应用原理和实践应用。

在阅读这本书的过程中,我深感其内容丰富、逻辑清晰,既有理论深度,又注重实际应用。

基于多传感器融合的协同感知方法

基于多传感器融合的协同感知方法

基于多传感器融合的协同感知方法
王秉路;靳杨;张磊;郑乐;周天飞
【期刊名称】《雷达学报(中英文)》
【年(卷),期】2024(13)1
【摘要】该文提出了一种新的多模态协同感知框架,通过融合激光雷达和相机传感器的输入来增强自动驾驶感知系统的性能。

首先,构建了一个多模态融合的基线系统,能有效地整合来自激光雷达和相机传感器的数据,为后续研究提供了可比较的基准。

其次,在多车协同环境下,探索了多种流行的特征融合策略,包括通道级拼接、元素级求和,以及基于Transformer的融合方法,以此来融合来自不同类型传感器的特征并评估它们对模型性能的影响。

最后,使用大规模公开仿真数据集OPV2V进行了一系列实验和评估。

实验结果表明,基于注意力机制的多模态融合方法在协同感知任务中展现出更优越的性能和更强的鲁棒性,能够提供更精确的目标检测结果,从而增加了自动驾驶系统的安全性和可靠性。

【总页数】10页(P87-96)
【作者】王秉路;靳杨;张磊;郑乐;周天飞
【作者单位】西安建筑科技大学信息与控制工程学院;北京理工大学信息与电子学院;西北工业大学自动化学院;北京理工大学计算机学院
【正文语种】中文
【中图分类】TN957.51
【相关文献】
1.基于多层感知器的无线传感器网络分布式协同训练方法研究
2.水泥窑协同处置垃圾煅烧熟料的经验
3.基于信息融合的电网运行事件协同感知与交互方法
4.基于毫米波传感器与激光雷达信号融合的自动驾驶障碍物感知方法
5.基于多传感器的城市隧道环境监测数据协同融合方法研究
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基于深度学习的RGB-T目标跟踪技术综述

基于深度学习的RGB-T目标跟踪技术综述

基于深度学习的RGB-T目标跟踪技术综述基于深度学习的RGB-T目标跟踪技术综述一、引言随着计算机视觉和深度学习技术的快速发展,目标跟踪技术在各个领域的应用日益广泛。

在一些特殊环境下,如低光、强光、复杂背景等情况下,单一传感器的RGB目标跟踪技术往往无法满足需求。

因此,基于多传感器的RGB-T目标跟踪技术逐渐受到研究者的关注。

本文将综述基于深度学习的RGB-T目标跟踪技术的研究进展和应用情况,探讨其方法、挑战和发展方向。

二、多传感器的RGB-T目标跟踪技术1. RGB-T目标跟踪的定义和特点RGB-T目标跟踪是指通过同时利用RGB传感器和热红外(Thermal-IR)传感器的信息来实现目标的准确跟踪。

由于热红外传感器能够提供目标的热能信息,因此在特殊环境下,通过融合RGB和热红外传感器的信息,能够提高目标跟踪的鲁棒性和准确度。

2. RGB-T目标跟踪的挑战与传统的RGB目标跟踪技术相比,RGB-T目标跟踪面临着更大的挑战。

首先,由于RGB和热红外传感器之间存在信息差异,如颜色、纹理等特征的差异,导致传感器融合时的异构性问题。

其次,由于特殊环境下的光照、背景等干扰因素,导致目标在不同传感器下呈现出不同的外观。

因此,如何有效地融合不同传感器的信息,提高目标跟踪的鲁棒性和准确度,是RGB-T目标跟踪技术面临的关键问题。

三、基于深度学习的RGB-T目标跟踪技术1. 基础模型:卷积神经网络(Convolutional NeuralNetwork,CNN)CNN是深度学习中最重要的模型之一,其能够自动学习图像的高层特征。

在RGB-T目标跟踪中,通过将RGB和热红外图像输入CNN,可以得到更具有鲁棒性和准确度的特征表示。

2. 融合模型:多模态融合为了解决RGB和热红外传感器间的异构性问题,研究者们提出了多种多模态融合的方法。

其中,基于特征融合的方法通过将RGB和热红外图像的特征进行融合,得到更丰富的特征表示。

基于多传感器融合的环境感知与控制技术研究

基于多传感器融合的环境感知与控制技术研究

基于多传感器融合的环境感知与控制技术研究引言随着科技的快速发展,多传感器融合的环境感知与控制技术在各个领域中越来越受到关注。

传感器融合技术通过结合不同传感器的优势,能够提高环境感知的准确性和可靠性,从而进一步优化环境控制的效果。

本文将探讨基于多传感器融合的环境感知与控制技术的研究现状、应用领域以及未来发展趋势。

传感器融合技术的研究现状传感器融合技术是一种通过结合多种不同类型的传感器来获取更全面、准确的环境信息的方法。

多传感器融合系统能够通过将不同传感器的测量结果进行融合,得到比单一传感器更加精确的环境感知数据。

目前,传感器融合技术已经在军事、航天、工业自动化等领域取得了重要的应用。

在军事领域,多传感器融合技术被广泛应用于目标跟踪、目标识别和战场态势感知等任务。

通过结合雷达、红外传感器、声纳等多种传感器的信息,可以提供更全面、准确的目标信息,从而增强作战指挥决策的能力。

在航天领域,传感器融合技术被用于航天飞行器的导航和姿态控制。

通过结合惯性测量单元(IMU)、全球定位系统(GPS)以及视觉传感器等多种传感器的信息,可以实现对航天飞行器位置和姿态的高精度测量和控制,从而提高航天器的导航精度和稳定性。

在工业自动化领域,传感器融合技术可以用于监测和控制各种工业过程。

通过结合温度传感器、湿度传感器、压力传感器等多种传感器的数据,可以实时监测工业过程的各个参数,从而实现对工业过程的精确控制和优化调节。

应用领域除了上述领域,多传感器融合技术还有广泛的应用前景。

在智能交通领域,传感器融合技术可以用于实现车辆的智能导航和自动驾驶。

通过结合雷达、摄像头、激光雷达等多种传感器的信息,可以实时感知道路状况和周围车辆,从而实现更安全、高效的驾驶。

在智能家居领域,传感器融合技术可以用于提供智能化的家居环境控制。

通过结合温度传感器、湿度传感器、光照传感器等多种传感器的数据,可以实时感知居住环境的状况,并根据用户的需求进行智能化的控制,从而提高生活的舒适度和便利性。

基于多传感器信息融合的无人机目标跟踪研究

基于多传感器信息融合的无人机目标跟踪研究

基于多传感器信息融合的无人机目标跟踪研究一、介绍随着无人机技术的快速发展,无人机在多个领域中扮演着重要角色,包括军事、航空、物流、环境监测等。

其中,目标跟踪是无人机领域中的一个重要应用,通过无人机对目标的跟踪和监测,可以实现对目标的定位、计数、识别和追踪等功能。

传统的目标跟踪方法往往依赖于单一传感器,如摄像头或雷达,而基于多传感器信息融合的目标跟踪能够提供更加准确和可靠的监测结果。

二、多传感器信息融合的意义1. 提高目标检测准确性基于多传感器的目标跟踪系统可以利用不同类型的传感器,如摄像头、雷达、红外传感器等,综合各传感器的信息来进行目标的检测和跟踪。

不同传感器之间相互补充,可以克服单一传感器的局限性,提高目标检测的准确性。

2. 增强抗干扰能力在复杂环境下,传统的单一传感器容易受到各种干扰,例如光照条件、气候变化、目标遮挡等。

而多传感器信息融合技术能够通过将多源数据进行综合分析,减少干扰的影响,从而提高目标跟踪系统的鲁棒性和抗干扰能力。

三、多传感器信息融合的方法1. 数据融合数据融合是将来自不同传感器的原始数据进行整合和处理的过程。

主要包括数据预处理、特征提取和特征融合等环节。

其中,数据预处理主要包括数据校正、数据同步和数据对齐等操作;特征提取则是从原始数据中提取有用的特征,可以使用机器学习或人工智能算法进行处理;特征融合则是将不同传感器提取的特征进行融合,以得到更加准确和全面的目标信息。

2. 信息融合信息融合是在数据融合的基础上,将不同传感器的信息进行整合和综合的过程。

可以通过概率统计方法、模型融合方法以及卡尔曼滤波等算法来完成信息融合。

概率统计方法通过概率模型来描述传感器的测量误差,并根据测量误差的大小进行权重分配;模型融合方法则是将不同传感器的模型进行融合,以得到更加准确和可靠的目标跟踪结果;而卡尔曼滤波则是一种递归滤波算法,可以根据系统动态方程和观测方程,利用上一时刻的状态估计和观测信息进行滤波优化。

WSN中基于多目标优化的协同任务分配算法

WSN中基于多目标优化的协同任务分配算法

C o l l a b o r a t i v et a s ka l l o c a t i o na l g o r i t h m b a s e do nmu l t i o b j e c t i v eo p t i mi z a t i o ni nWS N
1 1 2 D uQ i n g w e i G uH a n j i e T a oJ u n
WS N中基于多目标优化的协同任务分配算法
杜庆伟1 顾汉杰1 陶 军2
1 ( 南京航空航天大学计算机科学与技术学院,南京 2 1 0 0 1 6 ) 2 ( 东南大学计算机科学与工程学院,南京 2 1 0 0 9 6 )
摘要:对无线传感器网络目标跟踪中的协同任务分配机制进行了研究, 针对一般任务分配算法 中优化目标单一的缺陷, 提出了一种基于多目标优化的任务分配算法. 首先, 建立了基于动态联 盟的具有跟踪精度、 系统能耗、 负载均衡等多个目标参数的优化模型, 并采用多目标进化算法 N S G A 然后, 提出了一种基于折中度的决策精选策略, 从最优解集中决策出 Ⅱ对模型进行求解; 最终的任务分配方案. 针对跟踪精度、 能耗、 负载均衡的仿真结果表明: 所提算法可以对多个目标 并行优化, 较快收敛到全局最优解; 与一般任务分配算法相比, 该算法可获得更佳的调度结果. 关键词:无线传感器网络; 协同任务分配; 动态联盟; 多目标优化; N S G A Ⅱ 中图分类号:T P 3 9 3 文献标志码:A 文章编号: 1 0 0 1- 0 5 0 5 ( 2 0 1 4 ) 0 4 0 7 1 2 0 5
A b s t r a c t :T h e c o l l a b o r a t i v e t a s ka l l o c a t i o nm e c h a n i s mo f t a r g e t t r a c k i n gi nw i r e l e s s s e n s o r n e t w o r k s i s s t u d i e d .T os o l v et h ep r o b l e mt h a t t h eo p t i m i z a t i o no b j e c t i v e s o f t h eg e n e r a l t a s ka l l o c a t i o na l g o r i t h m s a r e s i n g l e ,a n e wt a s ka l l o c a t i o na l g o r i t h mb a s e do nm u l t i o b j e c t i v e o p t i m i z a t i o ni s p r o p o s e d . F i r s t ,a no p t i m i z a t i o nm o d e l b a s e do nd y n a m i c c o a l i t i o nw i t hm u l t i p l e o b j e c t i v e s s u c ha s t r a c k i n ga c c u r a c y ,e n e r g yc o n s u m p t i o na n dl o a db a l a n c i n gi se s t a b l i s h e d .A n dam u l t i o b j e c t i v ee v o l u t i o n a r y n o n d o m i n a t e ds o r t i n gg e n e t i c a l g o r i t h m) i s a d o p t e dt os o l v e o p t i m i a l g o r i t h mn a m e da s N S G A( Ⅱ z a t i o nm o d e l .T h e n ,a n o v e l d e c i s i o n m a k i n gs t r a t e g yb a s e do nt h e d e g r e e o f c o m p r o m i s e i s p r e s e n t e dt og i v et h ef i n a l t a s ka l l o c a t i o ns c h e m ef r o mt h es e t o f o p t i m a l s o l u t i o n s .T h es i m u l a t i o nr e s u l t s ,e n e r g yc o n s u m p t i o na n dl o a db a l a n c i n gs h o wt h a t t h ep r o p o s e da l a i m i n ga t t h et r a c k i n ga c c u r a c y g o r i t h mc a no p t i m i z e m u l t i o b j e c t i v e s i np a r a l l e l a n dc o n v e r g e t ot h e g l o b a l o p t i m a l s o l u t i o nq u i c k l y . C o m p a r e dw i t ht h eg e n e r a lt a s ka l l o c a t i o na l g o r i t h m s ,t h ep r o p o s e da l g o r i t h mc a no b t a i nb e t t e r s c h e d u l i n gr e s u l t s . K e yw o r d s :w i r e l e s ss e n s o rn e t w o r k ( WS N) ;c o l l a b o r a t i v et a s ka l l o c a t i o n ;d y n a m i cc o a l i t i o n ; m u l t i o b j e c t i v eo p t i m i z a t i o n ;N S G A( n o n d o m i n a t e ds o r t i n gg e n e t i ca l g o r i t h m) Ⅱ 多目标跟踪是无线传感器网络( w i r e l e s ss e n s o r n e t w o r k s ,WS N ) 中的一个研究热点, 需对节点 进行协同任务的分配. WS N的协同任务分配本质上是要确定由哪些 节点来协同完成目标检测定位等复杂任务. 动态联 盟机制是目前主流的 WS N 任务协 同 方 法. 文献 [ 1 ] 将动态联盟机制应用于解决 WS N的协同任务 分配问题. 文献[ 2 ] 基于拍卖机制改进了动态联盟

非线性系统的多扩展目标跟踪算法

非线性系统的多扩展目标跟踪算法

非线性系统的多扩展目标跟踪算法随着科技的不断发展,无人机已经成为了现代战争和商业领域中的重要工具。

在实际应用中,无人机需要具备自主导航和目标跟踪能力。

而目标跟踪技术是无人机自主导航的重要组成部分,其性能直接影响到无人机的实用性和有效性。

在复杂的环境下,目标跟踪往往面临着多样性目标、非线性动力学系统等挑战,因此如何针对非线性系统设计多扩展目标跟踪算法成为了当前研究中的重要问题。

非线性系统的多扩展目标跟踪算法是指在非线性动力学系统下,通过多种传感器数据融合和多扩展参数估计技术,实现对多个目标的高效跟踪。

目前,相关研究取得了一些进展,但是仍然存在一些挑战,比如系统的不确定性、目标的不确定性、多目标的协同跟踪等问题。

本文将围绕这些问题展开讨论,提出一种非线性系统的多扩展目标跟踪算法,并进行相关理论分析和仿真验证。

非线性系统的多扩展目标跟踪算法是基于传感器数据融合和多扩展参数估计技术的。

具体来说,该算法包括以下几个主要步骤:(1)多传感器数据融合:通过多种传感器获取目标的信息,比如雷达、红外、摄像头等。

然后,利用数据融合技术将来自不同传感器的数据进行整合,得到目标的全面信息。

(2)多扩展目标模型:针对非线性系统中目标动力学的不确定性,采用多扩展目标模型,同时考虑目标的运动方向、速度、加速度等参数,并通过扩展卡尔曼滤波器进行参数估计。

(3)多目标协同跟踪:在非线性系统中,多目标之间可能存在交互和干扰,因此需要设计多目标协同跟踪算法,实现多目标的协同跟踪和避障。

通过以上步骤,非线性系统的多扩展目标跟踪算法可以实现对多个目标的高效跟踪,并且具有一定的鲁棒性和实用性。

为了验证非线性系统的多扩展目标跟踪算法的有效性,我们进行了仿真验证。

具体而言,我们利用C++语言和Matlab软件建立了仿真模型,并进行了仿真实验。

实验结果表明,该算法可以实现对多个非线性系统目标的高效跟踪,具有较好的鲁棒性和实用性。

在仿真验证中,我们考虑了多种不同的场景和参数设置,并通过对比实验结果,验证了算法的有效性和鲁棒性。

XX最全项目经理继续教育推荐课程9题库

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XX最全项目经理继续教育推荐课程9题库差不多成功考过了15个.题目答案准确率高差不多上通过百度搜索、和相关新闻里面抓取下来的。

建议通过word搜索关键词的方式进行考试。

国务院批准同意在无锡建设国家传感网创新示范区_基于EPCglobal 标准的网络能够看作是物联网的一种早期形状或者专有形状。

无线传感网络拓扑结构易变化,有自组织能力。

依照需要能够在工作和休眠之间切换在物联网以作为基础网络平台的情形下,物联网相当于互联网上面向特定任务来组织的VPN虚拟专用网智能微尘(smart dust)是指具有电脑功能的一种超微型传感器下列差不多上项目治理办公室(PMO)的正确说法,除了(B)(单选题) [A] PMO 中的P 除了Project 也能够叫作“Program 治理办公室”或“Portfolio 治理办公室”[B] PMO 任务范畴专门广,但不能充当关键的决策人[C]PMO 注重对项目的统一规划优先顺序轻重缓急[D]PMO识别与提出项目治理方法系,最好的做法和H标准以下关于项目特点的说法都正确,除了:A、临时性说明项目的机遇和市场机会短暂B、重复部件的存在也适用项目专门性的特点C、渐进明细是相伴项目前两个特性而产生的D、渐进明细的结果常常会导致范畴渐变在利用信息的过程中,第一要解决的问题确实是猎取可靠、准确信息, 因此传感器精度的高低直截了当阻碍运算机操纵系统的精度,能够说没有性能优良的传感器,就没有现代化以下哪一项最能表现某个项目的特点:A、运用进度打算技巧。

B、整合范畴与成本。

C、确定期限。

D、利用网络进行跟踪。

【cnitpm参考答案】C二维码具有条码技术的一些共性:每种码制有其特定的字符集;每个字符占有一定的宽度;具有一定的校验功能等。

同时还具有对不同行的信息自动识别功能、及处理图形旋转变化等特点。

二维条码/二维码是用某种特定的几何图形按一定规律在平面(二维方向上)分布的黑白相间的图形记录数据符号信息的;“聪慧地球”具有三方面的特点:一是更透彻的感知,即能够充分利用任何能够随时随地感知、测量、捕捉和传递信息的设备、系统或流程;二是更全面的互联互通,即指聪慧的系统可按新的方式协同工作;三是更深入的智能化,即能够利用先进技术更智能的洞悉世界,进而制造新的价值。

基于多智能体系统的协同感知与决策技术研究

基于多智能体系统的协同感知与决策技术研究

基于多智能体系统的协同感知与决策技术研究概述在现代社会中,随着科技的不断进步和应用领域的扩展,多智能体系统的概念得到了广泛的应用。

多智能体系统是由多个智能体组成的,并通过相互协作和通信实现共同的目标。

协同感知与决策技术作为多智能体系统中的重要组成部分,对于解决实际问题具有重要意义。

一、协同感知技术协同感知技术是指将多个智能体的感知能力进行整合和融合,使得整个系统能够获取更全面、准确的环境信息。

在协同感知技术中,通信是关键的环节。

智能体之间需要及时地共享感知的信息,以便协同进行决策。

同时,协同感知技术还需要考虑信息的冗余性和可靠性,避免因为信息错误或者缺失而导致决策错误。

为了实现协同感知技术,可以采用分布式感知算法和分布式信息融合算法,通过智能体之间的合作,完成感知任务的分工和数据的整合。

二、协同决策技术协同决策技术是指在多个智能体中进行决策,并通过相互协作和协商达成最优的决策结果。

在协同决策中,需要考虑诸多因素,包括智能体之间的相互协作关系、决策的目标函数、约束条件等。

为了实现协同决策技术,可以采用集体智能算法、博弈论等方法。

集体智能算法可以通过模拟群体行为、学习机制等实现智能体之间的协同决策,而博弈论可以通过建立各个智能体之间的博弈模型进行决策。

三、协同感知与决策的应用领域协同感知与决策技术在许多领域具有广泛的应用前景。

以下是一些典型的应用领域:1.智能交通系统:在智能交通系统中,协同感知与决策技术可以帮助实现车辆之间的协同驾驶、交通流量的优化管理等目标。

通过实时获取交通状况、分析和决策,可以提高交通系统的效率和安全性。

2.环境监测与保护:协同感知与决策技术可以应用于环境监测与保护领域,通过多智能体系统对环境进行感知和决策,可以实现对污染源的定位、环境异常的检测等任务。

3.无人机系统:协同感知与决策技术可以应用于无人机系统中,实现多架无人机之间的协同飞行和任务分工。

通过智能体之间的通信和决策,可以实现目标搜索、救援等任务。

基于分布式纳什Q学习的多传感器协同目标跟踪

基于分布式纳什Q学习的多传感器协同目标跟踪

b sd o i r ue s la nn ae nds i tdNah Q- r ig tb e
Ca i iJ a Hu n a g Cha g i n n qa g Ga a g o Xi n Hu Je i
( A rn uisa dAs o a t sE gn ei nt ue i F reE gn e n i r t Xi a 1 0 8 C ia eo a t n t n ui n ie r g I stt ,A r oc n ie r g Unv sy, ’ l7 0 3 , h n ) c r c n i i ei l
第4 2卷 增 刊 ( ) I
21 0 2年 9月
东 南 大 学 学 报 (自然科学版 )
J UR L OFS U HE S NI E ST ( trl cec dt n O NA O T A T U V R IY Na a SineE io ) u i
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测误 差 方差 阵的迹得 到 ;采用 基于 贝 叶斯推理 的概 率统计 方法解 决 了 Q 函数 的更 新 问题.纯 方
位 量测 信息 的被 动跟踪仿 真结果 表 明 ,相 比于传 统 滤波 算 法 , 算法 增 强 了传 感器 对 环境 变 化 该 的适应 性 ,实现 了对 目标 的有效 跟踪 ,提高 了跟踪 精度 . 关键 词 :目标 跟 踪 ; 线性滤 波 ; 非 强化学 习; 纳什 Q 学 习 ; 分布 式控 制 ; 多传 感器 协 同; 算法
( U i9 87o L Wu u2 10 ,C ia 。 nt 4 5 f A, h 4 0 7 hn ) P
Absr c : I r e o s l e t r b e f e e sv e n e c n t n io m e tm o e ih t a t n o d r t o v he p o lm o xc si e d pe d n e o he e vr n n d lwh c e it n ta i o a ag tta k n l o t m ,am u t—e s rc o e ai n tr e a k n e h d ba e x ss i r dt n ltr e c i g ag rh i r i lis n o o p r t a g tt c g m t o s d o r i

无线传感器网络技术与应用课件

无线传感器网络技术与应用课件
35
1、基于距离的定位
基于距离的定位机制(range-based)是通过测量相邻节点 间的实际距离或方位进行定位的。分为三个阶段
1)测距阶段。首先未知节点通过测量接收到信标节点发出 信号的某些参数,如强度、到达时间、达到角度等,计算 出未知节点到信标节点之间的距离,这个测量出来的距离 可能是未知节点到信标节点的直线距离,也可能是二者之 间的近似直线距离。
48
2、入侵检测技术 入侵检测可以被定义为识别出正在发生的入侵 企图或已经发生的入侵活动过程 分类 基于误用的检测 基于异常的检测 基于规范的检测
49
入侵检测框架
50
国内和国际有多项标准与无线传感器网络具有关联 性,其中明确提出其研究对象为无线传感器网络标 准的组织包括国内WGSN标准工作组和国际ISO/IEC JTC1 WG7工作组
39
3、查询处理技术 动态数据查询:数据仅在一个小的时间窗内有效 历史数据查询:对检测到的历史数据进行检测、 分析走势等,此类查询通常认为每个数据都是同 等重要的,是不可缺少的
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四、目标跟踪技术 目标跟踪是指为了维持对目标当前状态的估计, 同时也是对传感器接收的量测进行处理的过程 基本原理:当有目标进入监测区域时,由于目标 的辐射特性(通常是红外辐射特征)、声传播特 征和目标运动过程中产生的地面震动特征,传感 器会探测到相应的信号
3
二、无线传感器网络的应用领域 军事 农业 医疗 建筑工程与建筑物 智能建筑与市政建设管理
4
三、无线传感器网络的特点 体积小、电源能力有限 计算和存储能力有限 分布式、多跳自组织 通信半径小、带宽低 动态性强 以数据为中心
5
四、无线传感器网络的关键技术 网络拓扑控制 网络协议 时间同步 定位技术 数据管理 网络安全

多传感器协同目标跟踪方法研究的开题报告

多传感器协同目标跟踪方法研究的开题报告

多传感器协同目标跟踪方法研究的开题报告一、选题背景近年来,传感器技术、计算机视觉技术以及机器学习技术等的发展,使得多传感器协同目标跟踪成为可能。

目标跟踪技术在很多领域都有广泛的应用,如智能交通、军事侦查、安保监控等。

而多传感器协同目标跟踪技术的发展,不仅可以提高目标跟踪的准确性和效率,还可以增强传感器系统的鲁棒性和适应性。

二、研究内容本研究将研究多传感器协同目标跟踪方法,主要包括以下内容:1. 建立多传感器目标跟踪模型:根据不同传感器的捕捉数据,建立目标跟踪模型,确定目标轨迹和特征。

2. 设计多传感器目标跟踪算法:基于模型建立,设计多传感器目标跟踪算法,并考虑到数据传输和处理的限制因素。

3. 评估和优化算法性能:通过实验评估多传感器目标跟踪算法的性能,并针对性能差的问题进行优化。

三、研究意义本研究将有以下意义:1. 提高目标跟踪的准确性和效率。

通过多传感器协同,可以增加目标的检测率和追踪精度,同时降低错误率和误判率。

2. 增强传感器系统的鲁棒性和适应性。

当某个传感器设备失效时,其他传感器设备可以继续工作,保证系统的连续性和准确性。

3. 为智能交通、军事侦查、安保监控等领域提供技术支撑。

本研究成果可应用于各种目标跟踪和监控场景,具有广泛的应用前景。

四、研究方法本研究将采取以下方法:1. 文献研究法:综合研究国内外多传感器目标跟踪领域的相关文献,了解领域发展趋势和最新技术。

2. 算法设计法:基于文献研究,设计多传感器目标跟踪算法,并考虑到数据传输和处理的限制因素。

3. 实验评估法:通过实验验证算法的性能,并针对性能差的问题进行优化。

五、预期成果1. 提出多传感器协同目标跟踪方法。

基于文献研究和算法设计,提出适用于多传感器目标跟踪场景的算法方法。

2. 实现和验证算法性能。

通过实验验证算法的性能表现,包括目标检测率、追踪精度、错误率和误判率等指标,并针对性能差的问题进行优化。

3. 发表相关论文。

将研究成果发表在相关期刊和会议上,提高本领域的学术水平和技术应用价值。

多传感器数据融合技术在目标追踪中的应用研究

多传感器数据融合技术在目标追踪中的应用研究

多传感器数据融合技术在目标追踪中的应用研究摘要:目标追踪是信息处理领域的重要研究方向,而多传感器数据融合技术可以提供更准确、可靠的目标追踪结果。

本文针对多传感器数据融合技术在目标追踪中的应用进行了研究,首先介绍了多传感器数据融合技术的基本原理和分类方法,然后探讨了多传感器数据融合技术在目标追踪中的应用场景和优势,并详细介绍了常见的多传感器数据融合算法和技术,最后对多传感器数据融合技术在目标追踪中的未来发展进行了展望。

1. 引言目标追踪是从一系列连续观测数据中估计目标的状态变化和轨迹的过程。

在实际应用中,单一传感器往往无法提供足够准确的目标追踪结果,因此需要结合多个传感器的数据来完成目标追踪任务。

多传感器数据融合技术通过将来自不同传感器的信息进行合理整合和处理,可以提高目标追踪的准确性和鲁棒性。

2. 多传感器数据融合技术的基本原理和分类方法多传感器数据融合技术的基本原理是从不同的传感器中获取到的数据进行整合,并产生更准确的目标追踪结果。

根据数据整合的方式和方法不同,可以将多传感器数据融合技术分为基于特征级、决策级和信息级的三种主要方法。

2.1 基于特征级的数据融合方法基于特征级的数据融合方法是将从不同传感器中提取到的特征进行融合,通过比较不同传感器提取到的特征值,识别出目标并估计其状态变化。

这种方法能够减少数据冗余并提高目标追踪的效果,但对传感器的特征提取算法要求较高。

2.2 基于决策级的数据融合方法基于决策级的数据融合方法是将从不同传感器获取到的决策信息进行整合,通过比较不同传感器的决策结果,选择最符合实际情况的决策结果进行目标追踪。

这种方法相对简单,并且可以利用每个传感器的独特信息,提供更准确的目标追踪结果。

2.3 基于信息级的数据融合方法基于信息级的数据融合方法是将从不同传感器中获取到的原始数据进行融合,通过对原始数据的处理和整合,获得更准确的目标追踪结果。

这种方法需要对不同传感器的数据进行预处理和配准,然后通过建立合适的数学模型进行信息融合。

多传感器协同跟踪管理与应用

多传感器协同跟踪管理与应用

多传感器协同跟踪管理与应用简介多传感器协同跟踪管理与应用是一种利用多种传感器协同工作的技术,用于对目标进行跟踪和管理。

传感器可以是各种各样的设备,例如摄像头、雷达、GPS 等。

通过将多个传感器的数据进行融合和分析,可以提高目标跟踪的准确性和鲁棒性,同时还可以实现更多的功能和应用。

传感器协同跟踪的原理传感器协同跟踪利用多个传感器的数据进行融合和分析,以获取目标的更准确和完整的信息。

传感器协同跟踪通常分为以下几个步骤:1.数据采集:多个传感器同时采集目标相关的数据,例如位置、速度、姿态等。

2.数据融合:将多个传感器采集到的数据进行融合,以得到目标的更准确和完整的信息。

数据融合可以采用各种算法和技术,例如卡尔曼滤波、粒子滤波等。

3.目标跟踪:利用融合后的数据对目标进行跟踪和管理。

跟踪算法可以根据具体的应用需求选择,例如卡尔曼滤波、最近邻跟踪等。

4.数据分析:对跟踪得到的数据进行分析,以提取目标的特征和进行更深入的应用。

传感器协同跟踪的应用场景传感器协同跟踪具有广泛的应用场景,下面列举几个常见的应用场景:智能交通系统在智能交通系统中,传感器协同跟踪可以用于车辆的监控和管理。

通过将摄像头、雷达和 GPS 等传感器的数据进行融合和分析,可以实时监测交通状况,并进行车辆跟踪和管理。

这对于交通管理部门来说是非常有价值的,可以提高交通效率和安全性。

安防系统在安防系统中,传感器协同跟踪可以用于对人员和物体进行监控和管理。

通过结合摄像头、红外传感器和声音传感器等多种传感器的数据,可以实时监测区域内的活动,并进行目标的跟踪和管理。

这对于安防人员来说是非常有帮助的,可以及时发现异常情况并采取相应的措施。

环境监测在环境监测领域,传感器协同跟踪可以用于对大气、水质、土壤等进行监测和管理。

通过结合多种传感器的数据,可以实时监测环境指标的变化,并进行分析和预测。

这对于环保部门和科研机构来说是非常有用的,可以及时掌握环境状况并采取相应的措施。

复杂环境下多目标跨域智能检测与跟踪关键技术研究及应用

复杂环境下多目标跨域智能检测与跟踪关键技术研究及应用

复杂环境下多目标跨域智能检测与跟踪关键技术研究及应用1. 引言1.1 概述在当今社会,智能检测与跟踪技术在各个领域中扮演着重要的角色。

然而,在复杂环境下进行多目标跨域智能检测与跟踪任务仍然是一个具有挑战性的问题。

复杂环境包括但不限于光照变化、噪声干扰、目标形态变化等因素的影响,这些都给传统的算法带来了困难。

因此,本文旨在研究和应用关键技术,以解决复杂环境下多目标跨域智能检测与跟踪问题。

1.2 文章结构本文共分为五个主要部分:引言、多目标跨域智能检测与跟踪技术研究、复杂环境下多目标跨域智能检测与跟踪关键技术研究、跨域智能检测与跟踪关键技术应用案例分析以及结论与展望。

其中,第二部分将综述当前多目标检测与跟踪技术的研究进展;第三部分将对复杂环境特点进行分析,并研究噪声抑制算法和鲁棒性增强算法;之后,第四部分将通过具体案例来展示跨域智能检测与跟踪关键技术的应用;最后,第五部分将总结本文的主要发现和贡献并对未来的研究方向进行展望。

1.3 目的本文旨在系统研究复杂环境下多目标跨域智能检测与跟踪关键技术,并通过应用案例进行实际验证。

具体而言,我们将综述当前多目标检测与跟踪技术的进展,并重点研究在复杂环境下的问题。

我们将探索噪声抑制算法和鲁棒性增强算法,并考察它们在跨域智能检测与跟踪任务中的表现。

最后,我们将通过实际应用案例来验证这些关键技术在道路交通监控系统、工业生产监控系统和智能安防系统中的有效性。

这样一篇长文旨在为解决复杂环境下多目标跨域智能检测与跟踪问题提供全面而深入的研究与应用。

我们将致力于提高智能检测与跟踪系统的性能和鲁棒性,并为相关领域的实际应用提供有力支持。

2. 多目标跨域智能检测与跟踪技术研究2.1 多目标检测技术综述多目标检测技术是计算机视觉领域的一个重要研究方向,其主要目标是通过计算机算法自动识别并定位图像或视频中的多个目标。

在传统的多目标检测方法中,常用的技术包括基于特征提取和分类器判断的方法,如Haar-like特征、HOG 特征和Cascade分类器等。

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基于动态联盟的多传感器协同探测与跟踪武龙;许蕴山;夏海宝;邓有为;张肖强【摘要】In cooperative attacks, multi-sensor cooperative detection and tracking is usually used. Because targets randomly appear or vanish, we should think about tracking new appearing targets and pay attention to detect or even capture new targets. Therefore, a probabilistic model for detecting new targets was established, stating the ability of different sensor coalitions to detect new targets. A sensor coalition for tracked targets was set up according to PCRLB, and the method of multi-sensor cooperative detection and tracking based on dynamic coalition using the BPSO algorithm and PCRLB was studied. The simulation result indicates that the method possesses higher tracking precision, less error, and more stability.%在空战场协同攻击中,常涉及到多传感器协同探测及跟踪,由于目标的出现与消失具有随机性,所以在协同中既要考虑已有目标的跟踪,更要重视新生目标的及时探测和捕获.为此,建立了新生目标的探测概率模型,并阐述了不同传感器联盟对新生目标的探测能力,依据后验克拉美-罗下界(Posterior Cramer-Rao Lower Bound,PCRLB)对已跟踪目标组建传感器联盟,利用二值粒子群优化(Binary Particle Swarm Optimization,BPSO)算法及PCRLB研究基于动态联盟的多传感器协同探测与跟踪方法.仿真表明,该方法跟踪精度较高,误差小且稳定.【期刊名称】《红外技术》【年(卷),期】2017(039)011【总页数】5页(P996-1000)【关键词】协同跟踪;动态联盟;后验克拉美-罗下界;二值粒子群优化【作者】武龙;许蕴山;夏海宝;邓有为;张肖强【作者单位】空军工程大学航空航天工程学院,陕西西安 710038;空军工程大学航空航天工程学院,陕西西安 710038;空军工程大学航空航天工程学院,陕西西安710038;空军工程大学航空航天工程学院,陕西西安 710038;空军工程大学航空航天工程学院,陕西西安 710038【正文语种】中文【中图分类】TP212.9在多机协同攻击中,常需要考虑传感器对目标的协同探测及协同跟踪,由于传感器的多样性及量测信息的复杂性,目标的出现与消失变化多端,使得对传感器的高效利用面临严峻挑战。

所以研究如何进行传感器对目标的科学分配,获得更优的协同探测与跟踪性能具有重要现实意义[1]。

文献[2]在无线传感器网络中基于多智能体理论和动态联盟方法建立了目标跟踪协同流程。

文献[3]结合已有的任务分配机制,建立了一种改进的动态联盟协同任务分配机制,确立了盟主和盟员的选择方法。

文献[4]为解决动态联盟在移动过程中的交接问题,提出了基于预测的修复机制,解决了目标航迹的机动性。

文献[5]为解决多目标连续、高概率探测问题,建立了多传感器交叉提示多目标探测的动态联盟机制,但这些方法都没有考虑协同跟踪时新目标出现的情况。

本文考虑到协同跟踪时可能会出现新目标,建立了新生目标探测概率模型,分析了已跟踪目标的后验克拉美-罗下界,研究了基于动态联盟的多传感器协同探测与跟踪方法。

在多平台传感器的探测空域内,目标的呈现与消逝是无法预知的,与已跟踪目标相比,其对我机的威胁指数更大,重要性更强,因此需要及时分配传感器资源对新生目标进行侦查探测,已保证尽早对其截获。

为了定量描述新生目标的探测概率,假设新目标均是从探测区域边界任意位置进入传感器探测范围,为方便研究,采用n 个在探测区域界线上等间距分布的粒子表示新生目标可能呈现的位置。

当确定了目标进入探测区域的边界位置后,还需确定目标在探测区域内首次出现时距该位置的距离s。

假设新生目标进入探测空域界线的法向速度在[0, Vmax]间服从均匀分布,则新目标首次呈现位置距进入点间距离s的概率密度函数成式(1)表示的分布[6]:式中:Ts为采样时间;v表示粒子运动速度。

传感器j对粒子i所代表的新生目标位置的探测概率pl(j, i)可按式(2)计算:式中:pf表示虚警概率;R(j, i)是传感器j与粒子i所代表的新生目标位置间的距离;S0为传感器j对R0处目标的探测信噪比。

则t时刻新目标的探测概率表达式plt为:式中:N表示探测空域内传感器总量;t为采样时间;Cjt∈{0,1},表示新生目标能够被传感器j探测到,Cjt=0表示其不能被传感器j探测到;Sjt表示是否采用传感器j探测搜索新出现的目标,Sjt=1代表选择该传感器搜索新生目标,反之亦然;St=[S1t…Sjt…SNt]代表一种传感器联盟,该联盟将完成新出现目标的探测及跟踪。

根据式(3)计算的探测概率表示不同传感器组成的联盟对新生目标的探测能力。

PCRLB是衡量跟踪性能的一项指标,可通过计算传感器与目标的量测值及预估值而得到[12]。

因为该指标与具体的目标航迹生成算法无关,所以能够避免跟踪滤波误差对传感器选择造成的影响[7]。

所以利用PCRLB可得到不同传感器联盟跟踪目标所产生的信息增量,并据此选择合适的传感器加入联盟。

假定探测区域内某一目标运动的表达式为:式中:下标m代表探测区域的第m个目标;表示t时刻目标状态,px表示xt,m的维数;ft-1为状态转移函数;wt为状态噪声。

第j部传感器的观测方程为:式中:j表示传感器联盟中的第j部传感器;zt,mj表示量测值;htj为观测函数;vtj表示观测噪声;wtj表示在探测区域内均匀分布的虚警量测值。

记Zt,mj为截至t时刻传感器全部量测值组成的集合,为基于该量测值集合对目标m在t时刻的状态xt,m的有效无偏估计[7]。

PCRLB给出了目标运动真值与无偏估计的误差协方差的下界[8],即:式中:E{×}为(xt,m, Zt,mj)的期望值;[×]T代表矩阵转置。

由上式可得Ct-Jt-1为一半正定矩阵,Jt称作Fisher信息阵[13],Jt-1即为PCRLB。

经线性化后计算得递推公式为:式中:Qt代表过程噪声的误差协方差矩阵;Rtj代表量测噪声的误差协方差矩阵;表征t+1时刻目标m的状态先验信息;表示传感器j的当前量测值,若传感器联盟的量测彼此独立,其值可累加。

显而易见,联盟内的传感器数目越多,Jt+1值越大,传感器与目标间的量测几何越好,跟踪目标所得到的信息量越大,跟踪效果越好[9]。

所以根据PCRLB调用传感器实质上就是按照传感器数目和观测几何选择跟踪精度最高的传感器加入联盟[10-11]。

盟员的优化组合是动态联盟组建过程中最重要的问题,合适的盟员能够通过各方取长补短提高动态联盟内各成员协同效果。

盟员的选择需要综合考虑其特点、重要性等多方面因素,因此盟员的优化组合可以抽象为多目标函数的最优化问题,动态联盟的核心思想就是使目标函数取得最优值。

本文采用二值粒子群优化算法[15]及PCRLB组建多传感器协同探测与跟踪动态联盟,二值即粒子速度取[0, 1],1表征将该粒子所代表的传感器纳入对目标的探测与跟踪动态联盟,0表示该粒子所表征的传感器未加入动态联盟。

择取传感器的目的是调用尽可能少地量测资源获得更好的探测与跟踪效果,所以组建动态联盟要综合思量新出现目标的探测概率及已跟踪目标的跟踪精度,则动态联盟目标函数表达式为:式中:tr[×]表征矩阵的迹;Tpl表征新出现目标的探测概率门限值;m表征目标序号。

利用二值粒子群优化算法组建动态联盟就是按照目标函数表达式,首先确保新生目标的探测概率大于门限值,同时从Ct中选择使已跟踪目标的PCRLB最小的传感器组合,Ct表示t时刻传感器系统中能够跟踪目标的传感器集合[14]。

假设当前传感器网络已经捕获探测空域内的所有目标,当新目标出现时,多传感器立即组建动态联盟,进行新目标的探测与已有目标的跟踪,步骤如下:步骤1 判断目标是新生目标或已跟踪目标判断目标是新呈现目标或已跟踪目标,若为新呈现目标,在新目标可能出现的区域内生成n个探测粒子。

步骤2 组建新生目标传感器探测联盟选择对新生目标的探测概率大于门限值的传感器加入新生目标探测联盟。

步骤3 组建已跟踪目标传感器跟踪联盟在剩余传感器中按照PCRLB择取使已跟踪目标的跟踪精度尽可能高的传感器加入联盟。

步骤4 组建协同探测与跟踪动态联盟按照动态联盟目标函数表达式综合考虑新生目标的及时捕获和已跟踪目标的精确跟踪组建协同探测与跟踪动态联盟;步骤5 跟踪滤波与航迹生成依据动态联盟观测目标运动,选择扩展卡尔曼滤波进行目标跟踪滤波,融合量测信息并生成航迹。

步骤6 判断是否需要更新动态联盟若需要,返回步骤1,若否,更新时间t=t+1返回步骤5。

为了验证文章研究内容的正确性及科学性,证明本文方法进行协同探测与跟踪时性能更优,因此在仿真时与文献[7]提出的防空雷达对多隐身目标的协同检测与跟踪算法进行对比。

假设探测空域内有10个3种常用的传感器,观测噪声为零均值的高斯白噪声,3种类型传感器量测目标的距离误差依次为60m,320m和150m,角度差依次为(0.2°, 0.3°),(1.4°, 1.9°)和(2°, 3°),4个新生目标分别在0s,20s,30s,40s出现,目标1的初始运动参数为x1=[1km, 1.5km,v×sin(ap/200)km/s, v×tan(ap/200)km/s],v=0.5km/s为初始运动速度,a=15°为初始角度,采样频率f=1Hz。

目标2、目标3和目标4均从探测区域边界随机进入传感器探测范围,初始运动速度分别在区间[0.2km/s, 0.3km/s],[0.3km/s, 0.4km/s],[0.4km/s, 0.5km/s]上服从均匀分布。

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