11第十一讲 信息融合与目标跟踪课件 航迹管理

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1、第十一讲航迹管理的基本方法29.1航迹融合的基本概念航迹处理：1）集中式与分布式数据融合系统都存在，不过在不同的节点上完成；2）航迹建立、航迹保持和航迹撤消的规则问题是保持对目标连续跟踪的最关键的技术。3集中式融合系统的数据处理每个传感器有自己的数据处理系统，形成局部航迹；各传感器的局部航迹并没有被利用，而直接将每个传感器的点迹送给融合节点，即融合中心，在融合中心进行点迹与航迹的融合。4主要缺点需要传送大量的点迹和缺乏鲁棒性；点迹变化范围很宽（非同质传感器的数据），同一时间进行处理比较复杂，在融合中心不能得到可靠的点迹；处理的目标量很大时，干扰

2、产生的点迹远超过目标产生的点迹；5融合算法的选择因素计算量和通信量都很大时，全局估计就利用局部航迹进行航迹到航迹的融合。通信量和计算量是进行全局融合的主要因素。6通信量的计算集中式融合系统在一个周期中，由每个传感器向融合中心传送的数据量Mc：7分布式融合系统在一个周期中，每个传感器向融合中心传送的数据量Md：8Si：传感器i各点迹的尺寸，以比特表示。包括距离、方位、仰角或高度、时问、批号和特征参数等。ST：每条航迹报告的尺寸，以比特表示。航迹报告通常包括状态估计的各个分量、航迹号、时间和方向信息等。9PDi：传感器i的目标发现概率，对不同距离门

3、上的所有目标均假定是常数。λi：传感器i的杂波密度。Ni：传感器i的杂波点数。Ti：传感器i监视范围内的目标总数。Ns：传感器数目。10说明分布式融合系统的信息源是各个传感器，源信息是各个传感器给出的航迹。航迹融合通常是在融合节点或融合中心进行的。11基本概念局部航迹：多传感器融合系统中，每个传感器的跟踪器所给出的航迹。系统航迹：航迹融合系统将各个局部航迹融合后形成的航迹。局部航迹与系统航迹融合后形成的航迹仍称为系统航迹。12航迹融合航迹融合实际上是传感器的状态估计融合，包括局部传感器与局部传感器状态估计的融合和局部传感器与全局传感器状态估计的

4、融合。由于公共过程噪声的原因，在应用状态估计融合系统中，来自不同传感器的航迹估计误差未必是独立。13分布式融合系统14图中有n个独立工作的传感器，每个传感器不仅有自己的信号处理系统能够给出目标的点迹，并且有自己的数据处理系统或称局部目标跟踪器。各传感器将各自观测送往本身的跟踪器形成局部航迹，然后将各跟踪器所产生的局部航迹周期性地送往融合中心进行航迹融合，形成系统航迹。系统航迹是该系统的输出。15航迹融合以传感器航迹为基础。各传感器的跟踪器对目标形成稳定的跟踪之后，才能够把它们的状态送给融合中心，以便对各个传感器送来的航迹进行航迹融合。16航迹融

5、合的主要步骤1、航迹关联：把各传感器送来的目标的状态按一定准则，将同一批目标的状态归并到一起，形成一个统一的航迹，即系统航迹或全局航迹；把各传感器送来的局部航迹的状态与数据库中已有的系统航迹进行配对，保证配对后的目标状态与系统航迹中的状态源于同一批目标。172、航迹融合：融合中心把来自不同局部航迹的状态，或把局部航迹的状态与系统航迹状态关联后，把已配对的局部状态分配给对应系统航迹，形成新系统航迹；计算新的系统航访的状态估计和协方差，实现系统航迹的更新。189.2航迹管理前提：1、局部传感器的点迹与航迹完成关联；2、点迹与航迹间的一对一关系已经完

6、全确定。19航迹管理的主要内容1)已有起始标志的航迹转换为确认航迹；2)可能由干扰等产生的虚假航迹应予以撤消；3)点迹在本周期未被录用，而自动变成下一周期的自由点迹；204)航迹头变成了起始航迹；5)航迹头由于没有后续点迹而被取消；6)已确认航迹在本扫描周期中，没有点迹与它关联，即丢失了点迹。21定义航迹管理的定义：按一定的规则、方法，实现和控制航迹起始、航迹确认、航迹保持与更新和航迹撤消的过程。对相关内容按给定的规则进行自动分类，给予不同的标志，并将本扫描周期的分类结果送入数据库，实现管理。22常用方法1、经验法2、逻辑法3、纯数学法4、直觉

7、法5、记分法23一、逻辑法处理的主要内容：1、航迹头2、航迹起始3、航迹确认4、航迹保持5、航迹撤销241、航迹头定义：每条航迹的第一个点迹。出现类型：1）通常出现在远距离范围内，除非传感器开始工作时目标就出现在近距离范围内。2）前一采样周期没被采用的孤立点迹或自由点迹。25航迹头的初始波门实际系统工作时，不管航迹头（孤立点迹或自由点迹）在什么地方出现，均以它为中心，建立由目标最大运动速度和最小运动速度及采样间隔决定尺寸的环形初始波门。选择环形初始波门的原因：该点迹所对应目标的运动方向未知。262．航迹起始定义：对匀速直线运动目标，利用同一目标

8、初始相邻两个点迹的坐标数据推算出该目标下一周期的预测或外推位置，对可能的一条航迹进行航迹初始化。27起始点迹获取两个起始点迹：1）航迹头；2）下一采样