【技术实现步骤摘要】
一种多传感器协同目标跟踪方法、系统、设备及介质
[0001]本专利技术涉及目标跟踪
,特别是涉及一种多传感器协同目标跟踪方法、系统、设备及介质。
技术介绍
[0002]高速机动飞行器同时具备导弹的高速度以及飞机的高机动特性,因此具有极其重要的军用和民用价值。在现代战争中,对机动目标的精确打击和在复杂环境下的高效突防已经成为决定战争成败的决定性因素。相较于常规飞行器,高速机动飞行器由于其高机动、攻击范围广、突防能力强、飞行环境复杂等一系列特性,使得其成为一种兼具精确打击和强大突防能力的现代化战略武器平台。作为新一代战略武器平台重要组成部分的高速大机动飞行器,由于其具有目标速度与响应时间快、探测困难以及兼具一定的侧向机动能力等特点,成为对国家安全具有重要威胁的武器之一。
[0003]目前,在基于传感器网络的协同目标跟踪问题研究中,大多数文章中都假设传感器网络中的所有节点均持续正常工作。但是,在实际战场中对高速大机动目标的跟踪中,传感器节点的安全性和稳定性很难得到保证。一方面,在复杂场景中,网络中的部分传感器节点可能会受到物理遮挡、电磁致盲、通信攻击等环境因素的影响;另一方面,传感器节点本身在长时间工作过程中,会产生一定的热疲劳,从而导致功能性下降甚至失效等。在传感器网络中,某个或部分节点出现故障可能会导致整个传感器网络的失效,从而极大地影响协同目标跟踪的精度。在高速机动目标的跟踪过程中,部分传感器节点的失效,更会导致目标状态估计误差激增引起滤波发散,甚至丢失目标等严重情况。因此,研究部分传感器节点失效情况下 ...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种多传感器协同目标跟踪方法,其特征在于,包括:获取传感器节点上一时刻的目标状态估计值和误差协方差矩阵;采用容积卡尔曼信息滤波算法,根据传感器节点上一时刻的目标状态估计值和误差协方差矩阵,确定传感器节点当前时刻的信息向量、信息矩阵、目标状态估计值和误差协方差矩阵;其中,传感器节点初始时刻的目标状态估计值和误差协方差矩阵均为预设值;采用聚类算法,根据传感器网络中所有传感器节点当前时刻的目标状态估计值,确定可靠节点集合;所述可靠节点集合表征所述传感器网络中未失效的传感器节点;采用一致性融合算法,根据可靠节点集合中所有可靠节点当前时刻的信息向量和信息矩阵,确定传感器网络当前时刻的协同目标状态估计结果。2.根据权利要求1所述的多传感器协同目标跟踪方法,其特征在于,采用容积卡尔曼信息滤波算法,根据传感器节点上一时刻的目标状态估计值和误差协方差矩阵,确定传感器节点当前时刻的信息向量、信息矩阵、目标状态估计值和误差协方差矩阵,具体包括:根据传感器节点上一时刻的目标状态估计值和误差协方差矩阵,确定传感器节点上一时刻的目标状态采样值;根据传感器节点上一时刻的目标状态采样值和状态转移方程,确定传感器节点当前时刻的状态预测数据;根据传感器节点当前时刻的状态预测数据,确定传感器节点当前时刻的目标状态预测值和误差协方差预测值;根据传感器节点当前时刻的目标状态预测值和误差协方差预测值,确定传感器节点当前时刻的信息矩阵预测值和信息向量预测值;根据传感器节点上一时刻的目标状态采样值和观测方程,确定传感器节点当前时刻的观测值;根据传感器节点当前时刻的状态预测数据、目标状态预测值和观测值,确定传感器节点当前时刻的伪观测矩阵;根据传感器节点当前时刻的目标状态预测值和伪观测矩阵,确定传感器节点当前时刻的信息贡献矩阵和信息贡献向量;根据传感器节点当前时刻的信息矩阵预测值、信息向量预测值、信息贡献矩阵和信息贡献向量,确定传感器节点当前时刻的信息向量和信息矩阵;根据传感器节点当前时刻的信息向量和信息矩阵,确定传感器节点当前时刻的目标状态估计值和误差协方差矩阵。3.根据权利要求1所述的多传感器协同目标跟踪方法,其特征在于,采用聚类算法,根据传感器网络中所有传感器节点当前时刻的目标状态估计值,确定可靠节点集合,具体包括:将传感器网络中所有传感器节点当前时刻的目标状态估计值合并为状态集;采用K近邻聚类算法,将所述状态集划分为若干个聚类;所述聚类中的一个样本为一个传感器节点当前时刻的目标状态估计值;根据样本与聚类中心的欧式距离,确定样本权重;根据样本和样本权重,计算各聚类对应的加权中心向量;统计各聚类中样本的个数,并将样本个数最多的一个聚类作为可靠聚类,将所述加权
中心向量的最大值作为可靠中心向量;计算所述可靠聚类中的各样本与所述可靠中心向量的欧式距离;将所述可靠聚类中与所述可靠中心向量的欧式距离最小的若干个样本对应的传感器节点作为可靠节点,将所有可靠节点构成的集合作为可靠节点集合。4.根据权利要求1所述的多传感器协同目标跟踪方法,其特征在于,采用一致性融合算法,根据可靠节点集合中所有可靠节点当前时...
【专利技术属性】
技术研发人员:董希旺,张政,张毓杰,李清东,韩亮,化永朝,于江龙,任章,
申请(专利权)人:北京航空航天大学,
类型:发明
国别省市:
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