两级混合多传感器信息融合中的状态估计

在混合式多传感器信息融合系统中,一部分传感器通过处理它们的数据产生局部航迹,另一部分传感器则只提供检测报告,这些航迹和检测报告被传送到融合中心完成航迹融合和组合滤波。本文提出适合于两级混合式多传感器系统的全局最优状态估计解。在这种结构中,融合中心首先需要融合来自L个传感器的局部估计,然后基于其它N-L个传感器的观测,利用Kalman滤波技术依次更新已融合的航迹。本文还考虑了各传感器分布在不同地理位置时的状态估计问题。     

两级混合多传感器信息融合中的状态估计

在混合式多传感器信息融合中,一部分传感器通过处理它们的数据产生局部航迹,另一顺则只提供检测报告,这些航迹和检测报告传到融合中心完成航迹融合和组合滤波。本文提出适合于两级混合式多传感器系统的全局最优状态估计解,在这种经 融合中心首先需要融 来自Ｌ个传感器的局部估计,然后基于其它Ｎ－Ｌ个传感器的观测,利用Ｋａｌｍａｎ滤波技术更新已融合的航迹,本文还考虑了各传感器分布拓不同地理位置时的状态估计问题。     

基于CNN 的多目标航迹融合算法

针对传统的航迹融合算法精度较低、计算过程需要先验状态估计的缺点,提出了一种基于卷积神经网络(CNN)的航迹融合算法。各局部航迹在融合中心已经过时空校准和航迹关联。由于目标运动轨迹具有时间相关性的特点,采用连续多周期的局部航迹估计,结合深度学习积累经验的能力,解析出当前时刻的更精确的系统航迹估计,实现航迹融合。实验表明,该种融合算法能够处理具有共同过程噪声复杂环境干扰下的综合误差,并且在不同传感器和环境情况下,以相同的CNN模型结构训练,融合后的系统航迹误差均方差都低于各局部航迹误差均方差,证明了该算法能够提高航迹精度,具有可行性。     

测量噪声相关线性系统异类传感器航迹融合

研究了异类传感器航迹融合问题。在测量噪声相关的条件下,利用线性无偏最小方差估计的基本理论,通过对异类传感器的状态估计采用顺序滤波的方法,得到了相关测量噪声线性系统异类传感器测量融合算法和状态矢量融合算法。计算机数字仿真结果表明,由于考虑了测量噪声之间的相关性,该算法比噪声不相关融合算法具有更好的跟踪性能,航迹跟踪的精度得到了改善。     

分布式雷达目标位置数据融合算法

本文提出了一种使用分布式多部雷达对单个目标进行定位的融合算法,给出了雷达信息系统中目标异步航迹数据的时间校正和坐标转换方法,推导了基于最小方差的最优融合算法公式,得出融合估计的方差比任一个单传感器的方差都小,从而提高了目标点迹融合的精确度,为进一步解决雷达信息系统中多传感器、多目标航迹融合打下了基础。     

多传感器分布式推广卡尔曼滤波算法及其在雷达红外目标跟踪中的应用

本文提出了一种用于非线性系统的多传感器分布式推广卡尔曼滤波算法,该算法中系统的动态方程和传感器的观测方程分别围绕全局估计和全局预测线性化,融合中心基于所有传感器观测的全局估计由各传感器基于自身观测的局部估计来重构。算法分析说明,全局估计的精度高、误差小。最后介绍了文中算法在雷达和红外两种传感器跟踪机动目标中的应用,仿真结果验证了该算法的有效性。     

基于序贯修正灰关联度的全局最优航迹关联算法

航迹关联是分布式多传感器航迹融合的前提。针对融合中心无法获得目标状态估计协方差的情形,该文提出一种基于序贯修正灰关联度的全局最优航迹关联算法。该算法取消数据列的区间值化,对数据列指标绝对差进行序贯积累,对灰关联系数计算式进行可交换性修正,得到各传感器航迹间的序贯修正灰关联度,以此关联度为全局统计量进行全局最优的航迹关联判决。仿真结果表明,在密集平行编队、随机交叉目标和存在非共同观测目标环境下,该算法的性能和稳健性明显优于传统方法。     

多传感器分布式推广卡尔曼滤波算法及其在雷达红外目标跟踪中…

本文提出了一种用于非线性系统的多传感器分布式推广卡尔曼滤波算法，该算法系统的动态方程和传感器的观测方程分别围绕全局估计和全局预测线性化，融合中心基于所有传感器观测的全局估计由各传感器基于自身观测的局部估计来重构。     

多传感器数据分层融合的性质

本文主要研究文［１］提出的分层融合算法的数学、物理性质。定义了分层融合估计中的融合航迹的新息和融合增益，分析并证明了它们所具有的数学、物理性质，最后得出并证明该分层融合估计，就是基于各传感器的滤波及其预测的线性无偏最小方差估计的结论。     

多传感器混合多模型估计的误差互相关性及其融合算法研究

 对局部节点状态估计间误差相关性的处理是分布式估计融合或航迹融合的关键要素;针对当前分布式融合理论中关于混合多模型估计融合研究的空白,首先推导得出了采用相同模型成分的各局部节点交互多模型状态估计的误差互协方差矩阵的递推计算方法;其次,讨论了所得非对称实误差互协方差矩阵的正定特性,并分析了此类误差相关性与混合多模型估计算法中模型过程噪声之间的变化关系;上述结果使得基于互协方差组合融合算法的交互多模型状态估计融合成为可能,仿真实验亦验证了其有效性,相对其它不考虑误差相关性的融合算法,融合结果也更为真实。     

基于孪生神经网络的航迹关联方法

日益复杂的电磁环境对战场目标探测提出了很高的要求。由于多雷达融合系统的不断发展,如何准确快速地完成多雷达的航迹关联成为一个亟待解决的问题。现有的关于航迹关联算法的研究大多只考虑雷达上报的最新目标航迹点,而没有考虑先前的航迹信息。除此之外,大多数航迹关联算法对于航迹异步问题的解决方法是进行时间配准,这不仅增加了算法本身的计算开销,还放大了航迹信息中包含的误差,因此难以应用于目前复杂的电磁环境中。本文提出一种适用于对异步航迹进行关联的、且无需进行时间配准工作的基于孪生神经网络的航迹关联算法(TTCSN)。该算法首先将待关联航迹两两组成一对,将其成对地送入特征提取网络中,再利用共享权重的双向LSTM网络提取输入航迹的隐含特征,之后对两条航迹的特征向量进行相似度计算,得到相似度向量,最终送入分类器完成关联航迹与非关联航迹的判别。实验表明,TTCSN算法能够有效地解决异步航迹关联问题。     

带反馈信息的分布多传感器航迹融合算法

为了改善传感器级的跟踪性能,本文研究带反馈信息的多传感器状态估计技术。在给出有、无反馈信息情况下的局部节点状态估计解的基础上,该文提出多坐标系中有、无反馈信息情况下的航迹融合方程。并指出有、无反馈信息情况下的两种融合解是等价的、最优的。仿真结果表明,在分布式多传感器信息融合系统中引入反馈机制可以明显改善局部节点估计精度,其性能已接近融合中心。在集中和雷达反隐身系统中,就空间重叠、覆盖而论,融合系统局部节点一般选2至4个为宜。     

带反馈信息的多传感器分层估计算法

为了改善局部节点和传感器级的跟踪性能,本文研究带反馈信息的多级式多传感器系统中的状态估计技术.在给出有反馈信息情况下传感器级状态估计解的基础上,本文提出多坐标系中有反馈信息的两层集中、分布和混合估计方程.在不同笛卡尔坐标系中,本文提出了几种带反馈信息的三层多传感器系统中的航迹级融合方法,其中包括集-分估计、分-分估计和混-分估计,并以定理的形式证明有、无反馈信息情况下的两类三层状态估计是等价的、最优的.仿真结果表明,在多传感器信息融合系统中引入反馈机制可以明显改善一些局部节点和传感器级的跟踪精度.     

基于多小波分解的多光谱图像矢量融合

在实数域中,对称、正交的紧支集非平凡单小波基不存在,而多小波把紧支性、对称性、正交性完美地结合在一起,使小波理论从标量扩展到矢量范畴。考虑到图像多小波变换系数具有矢量特性,该文将基于像素点和基于区域的标量融合策略推广到矢量情形,提出一种新的、在多小波域中基于矢量融合的图像融合算法,充分利用多小波变换域系数矢量内部各个分量的相关性来提高融合质量。两波段真实多光谱图像融合实验结果表明,与单小波标量融合方法相比,多小波矢量融合算法获得的图像具有较优的视觉效果和客观评价指标,从而证明了用于图像融合时,多小波较之单小波更适合于人类视觉系统,具有广泛的应用前景。     

雷达与双波段红外探测器融合跟踪系统

利用双波段红外探测系统测到的目标双波段红外辐射信息,推导出目标的伪距离量测信息,使得单站红外探测系统变为可观测系统;在此基础上,采用带反馈的分布式估计融合算法,将雷达与双波段红外探测系统得到的局部航迹进行融合,并将每次融合估计的结果反馈给局部传感器,使得融合中心达到最优性能的同时,减小了雷达和红外局部估计的误差.仿真结果表明:①单站红外探测系统利用目标的双波段红外辐射信息能够对目标进行有效地跟踪,跟踪精度较高;②带反馈的布式估计融合算法具有良好的跟踪性能,而且能够明显改善局部传感器的跟踪精度.     

分布式多雷达组网融合算法及软件设计

介绍适用于分布式多雷达组网的航迹相关序贯检测算法＾１和两种数据融合算法：加权平均法和线性组合算法＾２,３,以及采用这些算法的航迹融合中心的软件设计。仿真结果表明,综合这些算法,选择合适的软件设计方案,可实现对局部航迹的有效融合。     

一种基于分步式滤波的数据融合算法

本文提出了一种基于分步式滤波的多传感器动态系统数据融合算法.在由多传感器组成的分布式动态系统中,当对目标状态的所有观测值到来时,首先基于系统先前信息对该时刻目标状态进行预测估计,利用Kalman滤波器和各局部观测值依次对该时刻目标状态的估计值进行更新,从而得到该时刻目标状态基于全局信息的融合估计值.文中详细推证了融合算法的具体形式,并与传统的集中式数据融合算法在计算复杂度上进行了比较,计算机仿真表明该算法与传统的集中式算法对目标状态具有相同的估计精确度.     

Video fusion performance evaluation based on structural similarity and human visual perception

In order to evaluate different video fusion algorithms in temporal stability and consistency as well as in spatial information transfer, a novel objective video fusion quality metric is proposed with the structural similarity (SSIM) index and the perception characteristics of human visual system (HVS) in this paper. Firstly, for each frame, two sub-indices, i.e., the spatial fusion quality index and the temporal fusion quality index, are defined by the weighted local SSIM indices. Secondly, for the current frame, an individual-frame fusion quality measure is obtained by integrating the above two sub-indices. Lastly, the proposed global video fusion metric is constructed as the weighted average of all the individual-frame fusion quality measures. In addition, according to the perception characteristics of HVS, some local and global spatial-temporal information, such as local variance, pixel movement, global contrast, background motion and so on, is employed to define the weights in the proposed metric. Several sets of experimental results demonstrate that the proposed metric can evaluate different video fusion algorithms accurately, and the evaluation results coincide with the subjective results well.     

基于广义Hough变换的航迹关联算法

在分布式多传感器信息融合处理系统中,针对目前航迹关联算法存在的缺陷,在前人研究的基础上,将广义Hough变换应用于航迹关联,有效地解决了常规Hough变换只能实现匀速直线运动目标航迹关联以及统计法的抗干扰能力差和模糊法的参数设置复杂等问题.仿真结果表明了该算法的可行性和有效性.     

基于异步多传感器采样量测的最优状态融合估计

针对一类异步多传感器采样系统,在对量测方程形式统一描述的基础上,给出以采样量测顺序为基准的序贯滤波算法的基本思想;为了避免现有右同步提升技术所可能引发的系统非因果这一重要问题,选择将融合周期内所有异步采样量测进行左同步提升,并发展了一种集中式最优状态融合估计算法,同时从理论上严格证明了基于左、右同步提升技术的融合估计算法在精度上的等价性;将三种融合估计算法对两个多速率采样系统进行仿真比较,在验证三种算法估计精度相同的同时,还对三种算法计算代价进行了分析和比较.相关结论对异步多传感器各最优状态估计融合算法的实际应用具有一定指导意义.