本发明专利技术提供一种基于目标信号相对位置配对的传感器网络数据关联方法，通过采用比较传感器测量信号之间的相对位置并提取相对位置模式的方法来获得不同传感器系统对应的目标匹配对的方法，并给出了一种改进的适用于传感器目标信号关联的匹配算法以及传感器偏差的估计方法。该方法建立传感器偏差模型，并给出了传感器目标信号间以及不同传感器之间的相对位置的表达式，通过寻找不同传感器之间相对位置的最大匹配对的方法，可以找到一对不同传感器对应的目标信号配对点，并得到一个较为粗糙的偏差估计，通过这个偏差估计，可以找到剩余的传感器信号间的目标匹配对，完成不同目标信号的数据关联并得到一个较为精确的偏差估计的结果。
【技术实现步骤摘要】
【技术保护点】
一种基于目标信号相对位置配对的传感器网络数据关联方法，其特征在于，该方法建立传感器偏差模型，并给出了传感器目标信号间以及不同传感器之间的相对位置的表达式，通过寻找不同传感器之间相对位置的最大匹配对的方法，能够找到一对不同传感器对应的目标信号配对点，并得到一个较为粗糙的偏差估计，通过这个偏差估计，能够找到剩余的传感器信号间的目标匹配对，完成不同目标信号的数据关联并得到一个较为精确的偏差估计的结果，具体流程如下： （1）、传感器偏差模型 假设两个不同的传感器系统A和B，在整个观测区域中观测N个目标，其中传感器系统A观测到m个目标信号，而传感器系统B观测到n个目标信号，每个传感器系统都会存在偏差以及受到杂波噪声的影响，则传感器系统偏差模型建立如下： 其中Ai为传感器A观测到的第i个目标信号，Bj为传感器B观测到的第j个目标信号，Xi,j为目标的实际位置，G(v)为传感器系统的噪声，其均值为0，协方差矩阵为v，对于传感器系统A和B，其协方差矩阵分别为P和Q，分别为传感器系统A和B的偏差，数据关联的目的在于寻找传感器系统A和B观测到的目标信号Ai和Bj之间的对应关系； （2）、目标信号的相对位置 假设传感器系统A观测到目标信号i和j，则它们的状态可以表示如下： 其中表示为传感器系统A观测到的第i个目标状态，表示为传感器系统A观测到的第j个目标状态，分别表示第i个目标和第j个目标的实际状态，表示传感器系统A的偏差，表示传感器系统A的高斯测量噪声，其均值为0，协方差矩阵为其中 代表了噪声的方差； 则传感器系统A观测到的第i个目标状态与第j个目标状态的相对位置可表示如下： 即相对位置可表示为第i个目标与第j个目标实际的相对位置与噪声的和，其中表示的高斯测量噪声其均值为0，协方差矩阵为其中代表了噪声的方差； 同理，传感器系统B观测到目标信号i和j，则它们的状态可以表示如下： 其中表示为传感器系统B观测到的第i个目标状态，表示为传感器系统B观测到的第j个目标状态，分别表示第i个目标和第j个目标的实际状态，表示传感器系统B的偏差，表示传感器系统B的高斯测量噪声，其均值为0，协方差矩阵为其中 代表了噪声的方差； 则传感器系统B观测到的第i个目标状态与第j个目标状态的相对位置可表示如下： 即相对位置可表示为第i个目标与第j个目标实际的相对位置与噪声的和，其中表示的高斯测量噪声其均值为0，协方差矩阵为其中代表了噪声的方差； 比较与可以得到： 上式可以得到，不同传感器系统间的对应目标对的相对位置的差只是由高斯噪声v''决定，其均值为0，协方差矩阵为其中代表了噪声的方差； （3）、不同传感器系统的相对位置 假定传感器A观测到的目标i对应到传感器B观测到的目标a，则其状态可表示为： 其中代表传感器A观测目标信号i位置，代表目标i实际位置，代表传感器A偏差， 代表传感器A噪声，代表传感器B观测目标信号a位置，代表目标a实际位置，代表传感器B偏差，代表传感器B噪声； 则 即传感器系统A和B相配对的目标i和a的差为传感器系统A和B的相对偏差和高斯噪声v'''决定，传感器系统高斯噪声v'''的均值为0，协方差矩阵为其中代表了噪声v'''的方差； （4）、基于目标信号相对位置的配对算法 4.1、寻找一对目标信号配对点以及传感器偏差估计 假设传感器系统A观测到m个目标信号而传感器系统B观测到n个目标，从传感器系统A观测的目标信号中选取目标信号i，并从传感器系统B观测到的目标信号中选取目标信号a，计算传感器系统A剩余的m‑1个目标信号j同目标信号i的相对位置以及传感器系统B剩余的n‑1个目标信号b同目标信号a的相对位置并进行比较，当相对位置的比较值||Aij‑Bab||≤Δ1，其中Aij代表目标信号i与j之间的相对距离，Bab代表目标信号a与b之间的相对距离，Δ1代表门限值1，可认为j和b为配对的目标信号，并定义一个新的矩阵CntNumia来计算可能配对的目标信号j和b的个数，通过一次循环B的剩余的n‑1个目标信号a，可以得到当不同的对应配对点i‑＞a时，可能配对目标信号点的最大个数MaxCntNumia，定义能够匹配对的个数为Matchingpair，由于可能配对的点的数量Matchingpair一定小于等于传感器系统A观测到的目标个数m以及传感器系统B观测到的目标个数n的最小值,若找到的可能配对目标信号点的最大个数MaxCntNumia等于m‑1，可以认为此时相对应的传感器系统A观测到的目标信号i与传感器系统A观测到的目标信号a为配对点，且能够匹配对的点的个数为Matchingpair，则可以进入下一步4.2，否则说明能够配对的点的个数小于m‑1； 开始循环系统A观测的目标信号中选取目标信号i，并重复上面的步骤，假设当循环到传感器A观测到的目标信号i＝c时，若可能配对目...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：凌强，俞昭华，史盟钊，李峰，
申请(专利权)人：中国科学技术大学，
类型：发明
国别省市：安徽;34
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