[发明专利]一种多传感器航迹关联方法

说明书

本发明的技术效果在于：本发明涉及一种基于置信传播的多传感器航迹关联方法，针对多传感器航迹关联过程中的数据关联问题，采用置信传播算法进行求解，通过关联矩阵先验概率和局部传感器航迹似然函数对因子图进行消息起始，在和约束因子和变量节点之间进行消息迭代传播，以求解航迹关联的后验概率。通过数值仿真表明，本发明较多维分配在平均最优次模式分配(Optimal Sub‑patten Assignment,MOSPA)指标下具有优势。本发明相比于现有的多传感器航迹关联算法，对于多传感器航迹关联领域具有一定的理论及实际工程意义。

技术领域

本发明属于雷达数据处理领域中的航迹关联子系统技术，涉及一种基于置信传播算法(Belief Propagation,BP)的多传感器航迹关联方法。

背景技术

航迹关联是多传感器数据融合的关键技术之一，其主要目的是判断多个局部传感器的航迹是否来自同一个目标。在多传感器组网探测系统中，航迹关联的作用尤为重要，航迹漏关联会产生冗余航迹，航迹误关联由于融合非同源航迹会产生错误航迹。传统的最近邻及多维分配航迹关联算法均采用硬决策关联判断，且均未考虑航迹关联的时间相关性。在航迹密集时，基于单帧处理的硬决策航迹关联方法容易出现关联结果的跳变，从而导致冗余航迹和错误航迹。因此，如何发展出一种在线递归的软决策多传感器航迹关联算法，在多传感器航迹关联领域具有一定的理论及实际工程意义。

发明内容

本发明解决的技术问题是：为了提高现有技术的不足之处，提高航迹关联性能，同时满足研究所实际需求，本发明提出一种基于置信传播的多传感器航迹关联算法。本发明的优点是充分考虑了航迹关联关系的时序相关性和各传感器检测概率，利用置信传播算法迭代求解关联矩阵边缘概率。

本发明的技术方案是：一种多传感器航迹关联方法，包括以下步骤：

步骤一：初始化建模，包括以下子步骤：

子步骤一：建立传感器航迹关联模型，包括以下步骤：

(1)构建高维二值航迹关联矩阵A_n：

假设监视区域中存在S部传感器s∈{1,…,S}；各局部传感器同时进行目标跟踪，并实时上报目标航迹；在n时刻，传感器s上报个航迹，第m个航迹的状态为假设航迹状态服从高斯分布定义表示传感器s在n时刻所有的航迹状态集合，其中Τ表示矩阵转置运算符；定义表示所有传感器在n时刻的航迹状态集合；定义表示1到n时刻所有传感器的航迹状态集合；局部传感器s的航迹检测概率为假设各传感器上报的航迹状态已通过了时空配准；

定义一个大小为的二元随机矩阵其中为关联矩阵元素，取值为0或1，表示了航迹关联事件；i_s表示了传感器s在关联事件中的参与情况：i_s＝0表示传感器s的全部航迹都未参与此关联事件，i_s0表示传感器s的第i_s个局部航迹参与了此航迹关联事件；若则参与了此关联事件的航迹为同源航迹；定义为1到n时刻的联合航迹关联矩阵；

假设，对于任一局部传感器s的任一条航迹，至多只能与其它传感器的一种航迹关联组合进行关联：

上述约束统称为和约束，且所有满足和约束的关联矩阵集合为

(2)根据航迹关联约束，构建关联矩阵和约束ψ(A_n)：

子步骤二：先验概率建模，包括以下子步骤：

(1)计算局部传感器的检测概率对关联矩阵先验概率的置信函数