[发明专利]一种静止传感器平台的多目标联合分配与跟踪方法

说明书

技术领域

本发明属于多传感器多目标跟踪领域，特别涉及一种基于静止传感器平台的多传感器多目标联合分配与跟踪方法。

背景技术

高超音速飞行器指的是飞行速度在5Ma以上，飞行高度在20Km-120Km的空天过渡区域，该区域属于稀薄大气层，由于受到大气层的影响相对较小，有利于目标的高速飞行；高超因素飞行器主要依靠速度突防，可以进行大范围的机动运行。这些特点决定了高超音速飞行器的预警和跟踪不可能依靠单个传感器来完成，而必须依靠传感器网络来尽可能增加预警时间，进行大范围的组网跟踪，这也是本发明的现实依据。此外，在战场环境多传感器感知时，分配那些传感器跟踪捕获目标，也需要多传感器的联合分配与跟踪方法。对于多传感器组网跟踪而言，首先需要解决的问题是传感器配置选择，其次是量测关联问题。考虑到高超飞行器的机动属于大范围机动，而非通常意义下的强机动飞行动作，因此，本发明重点是多传感器配置选择和量测关联问题。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供了一种静止传感器平台的多传感器多目标联合分配与跟踪方法。其具体内容如下：

1. 系统建模

1.1本发明给出线性多传感器多目标系统，如下

其中，是目标状态向量，，分别为时刻目标在直角坐标平面上的 /* MERGEFORMAT 轴和 /* MERGEFORMAT 轴上的坐标， /* MERGEFORMAT 分别为 /* MERGEFORMAT 时刻目标在直角坐标平面上的 /* MERGEFORMAT 轴和 /* MERGEFORMAT 轴方向上的速度， /* MERGEFORMAT 是目标状态转移矩阵， /* MERGEFORMAT 是噪声矩阵， /* MERGEFORMAT 是系统量测， /* MERGEFORMAT 是观测矩阵； /* MERGEFORMAT 分别为过程噪声和量测噪声，服从标准的高斯分布； /* MERGEFORMAT 是选择传感器编号的参数，取值范围为 /* MERGEFORMAT ，表示总的传感器个数。 /* MERGEFORMAT 表示传感器 /* MERGEFORMAT 的运动状态， /* MERGEFORMAT ， /* MERGEFORMAT 分别为 /* MERGEFORMAT 时刻传感器 /* MERGEFORMAT 在直角坐标平面上的 /* MERGEFORMAT 轴和 /* MERGEFORMAT 轴上的坐标， /* MERGEFORMAT 分别为 /* MERGEFORMAT 时刻传感器 /* MERGEFORMAT 在直角坐标平面上的 /* MERGEFORMAT 轴和 /* MERGEFORMAT 轴方向上的速度。

1.2确定给定传感器的线性误差模型为：

/* MERGEFORMAT 

其中， /* MERGEFORMAT 表示目标 /* MERGEFORMAT 与传感器 /* MERGEFORMAT 之间的距离， /* MERGEFORMAT 是一个距离常数， /* MERGEFORMAT 是一个常协方差阵， /* MERGEFORMAT 采用目标的预测状态和传感器状态之间的距离，即

/* MERGEFORMAT 

其中，是第个目标的预测状态和是第个传感器状态。

1.3本发明引入一个传感器功耗 /* MERGEFORMAT 性能指标来综合描述精度和使用费用，如下所示：

/* MERGEFORMAT 

其中， /* MERGEFORMAT 为传感器 /* MERGEFORMAT 观测目标 /* MERGEFORMAT 的使用功耗，包括两部分：估计误差协方差矩阵迹 /* MERGEFORMAT 和传感器 /* MERGEFORMAT 的使用费用 /* MERGEFORMAT 。 /* MERGEFORMAT 为折算系数， /* MERGEFORMAT 为重要性系数。

2. 功耗及其参数计算

2.1 估计精度计算

针对使用功耗中的第一项 /* MERGEFORMAT ，本发明给定如下

/* MERGEFORMAT 

其中， /* MERGEFORMAT 为矩阵的迹， /* MERGEFORMAT 为采用第 /* MERGEFORMAT 个传感器观测第 /* MERGEFORMAT 个目标时的误差协方差阵，求法如下：

/* MERGEFORMAT