一种基于遗传算法的多传感器多目标航迹关联算法

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1、一种基于遗传算法的多传感器多目标航迹关联算法霍亮（空军工程大学导弹学院，陕西三原713800）摘要：随着智能信息技术的发展，一些智能算法广泛应用于多传感器信息融合领域。针对防空作战系统目标相关问题，提出了一种基于遗传算法的多传感器多目标航迹关联算法，并把这一问题转化为多维分配问题进行求解，并给出了其具体的模型、算法和求解步骤，并通过仿真实验证明了此算法的正确性和有效性，对于应用系统的实现具有重要的指导意义。关键词：多传感器；航迹关联；遗传算法中图分类号：TP18;TP391文献标识码：AMulti-sensorMulti-targetTrackAssociationBasedonGenet

2、icAlgorithm(MissileInstituteoftheAirForceEngineeringUniversity,Sanyuan713800,China)Abstract:Withthedevelopmentofintelligenceinformationtechnology,someintelligentalgorithmswidelyapplytothemulti-sensorsinformationfusion.Inthearticlehasstudiedthemulti-sensorsmulti-targetstrackassociationintheairdefen

3、sesystem,andtransformsthisquestionforthemulti-dimensionalassignmentproblem,proposedtheheredityalgorithmtosolutionmulti-dimensionalassignmentformmulti-sensorstrackassociationmethodbasedonGA,andhasproduceditsconcretemodelandthealgorithmandthesolutionstep,hastheimportantinstructionsignificanceregardi

4、ngtheapplicationsystemrealization.Simulationexamplesshowthevalidityandrationalityofthisalgorithm.Keywords:multi-sensors;trackassociation;geneticalgorithm1引言在分布式多传感器环境中，一个首要的关键问题是航迹与航迹相关问题，即解决传感器空间覆盖区域中的重复跟踪问题。目前用于航迹相关的主要算法可以分为两类[1]：一类是基于统计的方法，另一类是基于模糊数学的方法。其中加权法、修正法、最近领域法是三种基本方法，在实践中也用得最多。但是这些算法的讨

5、论主要是针对两个局部节点的情况进行的。当系统规模较大时，多传感器多目标的航迹关联问题可能转换为多维匹配问题，传感器数目s≥3时，其求解是NP的。此时，传统的一些启发式搜索算法如全邻法、整数规划法、高斯和法、轨迹分裂法等均表现得无能为力。目前比较有效的方法是由S.Deb等提出的松弛算法[2][3]。考虑到遗传算法在求解组合优化等NP问题中的优越性[4]，本文尝试从另一途径来解决这一问题，采用GA来进行求解。2航迹相关准则2.1空间状态模型离散化的传感器i的通用测量方程为(3)其中，是第i个传感器在k时刻观测向量，是具有零均值和正定协方差矩阵R(k)的高斯分布测量噪声向量，是传感器i的测量矩阵

6、，；M是传感器数或局部节点个数，现假定测量噪声向量在不同时刻是独立的，于是有(4)记（）为局部节点s的航迹号集合，当M=2时，局部节点1，2的航迹号集合分别为，将记为的估计。式中和分别为节点1第i个和节点2第j个目标的真实状态，和分别为节点1目标i和节点2对目标j的状态估计值。设H0和H1分别是下列事件（）H0：和是同一目标的航迹估计；H1：和不是同一目标的航迹估计。2.2两局部节点间估计误差独立情况下的序贯航迹关联准则[5]两局部节点估计误差独立是指，当时，估计误差与是统计独立的随机向量，即在假设H0下，tij(l)的协方差为(5)在上式中，是显然的假设，为的协方差，即节点1在l时刻对目

7、标i的估计误差协方差，为的协方差。设两个局部节点直到k时刻对目标i和j状态估计之差的经历为；其联合概率密度函数（pdf）在H0假设下可写成(7)该式被称作假设H0的似然函数。在假设H1下，其联合概率密度函数（pdf）被定义为，同时假设在某些区域是均匀分布的。由于最强有力的检验是似然比检验对应的对数似然比为，即(9)现在定义一个修正的对数似然函数(10)显然即有：如果。则接受H0，否则接受H1。其中阈值满足，式中，是检验的