基于模糊信息處理的傳感網(wǎng)系統(tǒng)中多目標跟蹤方法

丁翠 北京京北職業(yè)技術(shù)學院

基于模糊信息處理的傳感網(wǎng)系統(tǒng)中多目標跟蹤方法

丁翠 北京京北職業(yè)技術(shù)學院

傳感器組網(wǎng)推動了信息領(lǐng)域的發(fā)展，多目標跟蹤就是傳感器組網(wǎng)系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)。在傳感器組網(wǎng)系統(tǒng)中，多目標根據(jù)主要是根據(jù)信息融合理論，通過多個不同節(jié)點的不同層次、精度、粒度及各種數(shù)據(jù)，從而獲得具有完整決策及精準估計的目標，在多目標跟蹤研究中，數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)是一個重點及難點內(nèi)容。本文通過模糊信息處理作為基礎(chǔ)，將分布式融合模型作為框架，對傳感網(wǎng)系統(tǒng)中的多目標跟蹤的方法進行了介紹。多目標追蹤主要是根據(jù)傳感網(wǎng)系統(tǒng)實現(xiàn)跟蹤處理流程的創(chuàng)建，從而能夠滿足信息融合的實際需求。

模糊信息處理 傳感網(wǎng)系統(tǒng) 多目標追蹤

分布式傳感器組網(wǎng)過程中的信息融合就是通過多傳感器的不同層次、精度、分辨率等，使獲得的估計及決策更加精準及完整。目標的跟蹤在雜波環(huán)境中是不確定的，所以信息融合的重點問題就是多目標跟蹤。在進行傳感器系統(tǒng)創(chuàng)建過程中，因為存在多種問題，并且跟蹤未知數(shù)不確定，所以導(dǎo)致不能夠?qū)珳实膩碓催M行觀測，使數(shù)據(jù)在關(guān)聯(lián)過程中具有不確定性。時間的不同，傳感器節(jié)點的目標運動就具備不同的狀態(tài)，那么目標觀測的創(chuàng)建也存在各種不同，從而限制了運動模型。數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)與傳感網(wǎng)系統(tǒng)具有密切的聯(lián)系，基于此，本文就以模糊處理為基礎(chǔ)，對傳感網(wǎng)系統(tǒng)中基于模糊信息處理的多目標跟蹤方法進行分析。

1 基于異類傳感器模糊航跡開始

在多目標跟蹤過程中具有不確定性，主要包括觀測的設(shè)備性能、環(huán)境及對象三種。簡單來說，觀測的對象也就是目標的運動數(shù)量及模型，在目標跟蹤的過程中傳感器及節(jié)點數(shù)據(jù)也不確定，要想解決這些問題，能夠通過模糊理論實現(xiàn)，在目標追蹤過程中，模糊信息處理能夠解決其中缺乏先驗信息、不準確等問題。

將傳感器節(jié)點層、紅外傳感器及二維雷達相互結(jié)合，是平臺的抗干擾、生存及跟蹤精度都有效提高。因為異類傳感器的測量空間、系統(tǒng)誤差等都各不相同，所以不同緯度的航跡開始觀測較難。要想解決這一問題，可以直接從異類傳感器中得出分量，以同個時間中不同目標的關(guān)系，對在同時間觀測到的緯度進行分類及合成，之后進行合成，從而實現(xiàn)基于異類傳感器模糊航跡的開始。

2 觀測-航跡關(guān)聯(lián)

觀測-航跡關(guān)聯(lián)的主要方式就是聯(lián)合概率數(shù)據(jù)，通過關(guān)聯(lián)門限將不可行的假設(shè)消除，創(chuàng)建目標及可行假設(shè)關(guān)聯(lián)。此種方法只能夠適用于關(guān)聯(lián)觀測，為了能夠?qū)δ繕诉\動及歷史信息進行觀測，可以對其進行重構(gòu)，提出GJPDA的方式。為了能夠充分使用這些信息，GJPDA以模糊觀測s及統(tǒng)計觀測z兩者進行了不確定度量的定義：

σ（k）表示第l類觀測統(tǒng)計的標準差；H（p）表示第l類觀測統(tǒng)計的熵；σ1（k）表示第l類模糊觀測的標準差；H1（u）表示第l類模糊觀測的模糊熵。

3 航跡-航跡關(guān)聯(lián)

航跡-航跡關(guān)聯(lián)中，要求傳感器平臺各不相同，但是要實現(xiàn)其中目標是否是相同的判斷，將其作為實現(xiàn)多目標跟蹤的基本內(nèi)容。以數(shù)據(jù)從底到高的傳輸，航跡的關(guān)聯(lián)主要包括局部及傳感器兩種方式。因為傳感器系統(tǒng)中的分布范圍較廣，數(shù)量也較多，所以節(jié)點的處理要通過大量的數(shù)據(jù)實現(xiàn)。但是節(jié)點通信及處理的能力有限，所以要求航跡處理能力較高。

航跡-航跡的關(guān)聯(lián)一般通過單次關(guān)聯(lián)的實現(xiàn)進行，這種方式一次只能夠評估一個局部狀態(tài)，為了進一步的提高航跡-航跡關(guān)聯(lián)的質(zhì)量，就要更新航跡實現(xiàn)。那么就約束了更新航跡的時間，并且不能夠在多局部節(jié)點中使用。在實際應(yīng)用過程中，航跡數(shù)據(jù)都是通過報文的方式從低到高傳輸?shù)模粭l報文中的局部估計只有一個。節(jié)點相鄰并且局部狀態(tài)同源的狀態(tài)表示為子航跡，以此對通過單次關(guān)聯(lián)方式進行更新及優(yōu)化，得出基于航跡-航跡的關(guān)聯(lián)方式。

因為傳感器的類型不同，那么其虛警率及分辨率對航跡的影響也各有不同。在模糊航跡關(guān)聯(lián)中，航跡-航跡的關(guān)聯(lián)通過以下表示：

t及T分別為子航跡及航跡，μ表示為模糊關(guān)聯(lián)的因子，w表示為航跡-航跡關(guān)聯(lián)過程中的加權(quán)系數(shù)。

4 機動目標跟蹤方式

將多目標跟蹤的數(shù)量作為基礎(chǔ)，從而得出兩種機動跟蹤的方式，分別為多機動及單機動。在實際的跟蹤過程中，因為目標的運動狀態(tài)是不確定的，并且針對單機動目標，提出基于模糊邏輯的濾波器，示為：

基于模糊邏輯的濾波器能夠通過模糊系統(tǒng)的設(shè)計，同時對航向角及殘差的變化進行觀測，并且將其作為輸入，只適應(yīng)對衰減因子進行調(diào)整，以此能夠在統(tǒng)計特性不確定的基礎(chǔ)上實現(xiàn)目標的跟蹤。

5 結(jié)束語

分布式多傳感組網(wǎng)過程中，多目標跟蹤方式和傳感網(wǎng)系統(tǒng)及數(shù)據(jù)具有密切的關(guān)系，并給傳感網(wǎng)數(shù)據(jù)的特點是根據(jù)傳感網(wǎng)類型及性能實現(xiàn)的，所以其也與傳感網(wǎng)融合算法性能息息相關(guān)。那么就要將傳感器網(wǎng)絡(luò)作為基礎(chǔ)，要全面對數(shù)據(jù)特性進行分析，從而針對性的設(shè)計多目標的跟蹤算法。

[1]范恩.基于模糊信息處理的傳感網(wǎng)系統(tǒng)中多目標跟蹤方法[D].西安電子科技大學,2015

[2]范恩,謝維信,劉宗香,等.傳感器組網(wǎng)中基于模糊信息處理的多目標跟蹤[J].指揮信息系統(tǒng)與技術(shù),2014,5(6):15-21

[3]王強.基于視覺傳感網(wǎng)絡(luò)的目標跟蹤系統(tǒng)設(shè)計[J].現(xiàn)代電子技術(shù),2016,39(8):88-91

丁翠(1984－)，女，碩士學位，講師，主要研究領(lǐng)域為信號與信息處理，無線通信網(wǎng)絡(luò)。