第十一讲航迹融合.ppt

智能信息处理技术 应用特点 1）忽略互协方差时，协方差加权融合就退化为简 单融合； 2）能控制公共过程噪声； 3）需计算互协方差矩阵； 智能信息处理技术 4）对线性时不变系统，互协方差可以脱机计算； 5）需要卡尔曼滤波器增益和观测矩阵的全部历 史，必须把它们送往融合中心。 智能信息处理技术 3、自适应航迹融合 数据融合系统设计时需考虑的因素： 1）实现系统的性能，采用好的算法 2）运算量、计算机承受能力 3）系统的通信能力 4）系统特性和要求的变化 解决方案：采用自适应航迹融合 智能信息处理技术 自适应航迹融合的结构 智能信息处理技术 融合的原理 1）传感器1、2向两个局部跟踪器送出观测，与局 部跟踪器一起构成两个局部融合节点，形成局 部航迹估计，并送往融合中心节点； 2）融合中心节点（决策逻辑）根据规则选择融合 算法； 3）融合中心节点根据选定的算法对局部节点送来 的局部航迹进行融合计算，给出全局估计。 智能信息处理技术 决策逻辑 根据两个决策统计距 离D1、D2和决策树来进行 算法选择，决策树见图： 智能信息处理技术 决策过程 1）根据局部节点送来的局部航迹计算统计距离D1； 2）如D1 小于给定门限T1，全局估计等于局部估计 中一个； 3）如D1 大于T1，计算统计距离D2 ，将D2小于给定 门限T2，将SF的结果作为全局估计； 4）如D2 大于T2，利用WCF结果作为全局估计。 智能信息处理技术 特点 以简单航迹融合和协方差加权航迹融合算法为 基础。 智能信息处理技术 统计距离D1 定义： 局部航迹和采用SF算法所得到的系统航迹估计 之间的距离。 智能信息处理技术 由于 P1+PSF= P1(P1 + P2)-1(P1 + 2P2) 则 智能信息处理技术 说明 1）融合估计是两个局部估计及其误差协方差的函 数，D1演化为与两个局部估计和它们的误差协 方差有关； 2）D1度量局部航迹1和局部航迹2接近程度； 智能信息处理技术 3）如两局部航迹观测源于同一目标，则D1小于某门 限表明局部传感器给出的两条航迹很接近，不需 再进行航迹融合运算，用其一作为全局估计； 如果两个传感器的分辨率不同，分辨率高的传感 器的航迹作为全局航迹。 * NUST 自动化学院 第十一讲 航迹融合方法 智能信息处理技术 主要内容 1、航迹融合结构 2、航迹融合中的相关估计误差问题 3、航迹状态估计融合 智能信息处理技术 一、航迹融合结构 1、局部航迹与局部航迹融合结构（传感器航迹 与传感器航迹融合结构） 2、局部航迹与系统航迹融合结构 智能信息处理技术 1、局部航迹与局部航迹融合 图中上一行和下一行的圆圈表示两个局部传感 器的跟踪外推节点，中间一行的圆圈表示融合中心 的融合节点。由左到右表示时问前进的方向。 智能信息处理技术 特点 1）不同传感器的局部航迹在公共时间上在融合节 点进行关联、融合形成系统航迹； 2）该结构在航迹融合过程中没有利用前一时刻的 系统航迹的状态估计； 智能信息处理技术 3）结构不涉及相关估计误差的问题，是一个无存 储运算； 4）关联和航迹估计误差并不由一个时刻传送到下 一个时刻； 智能信息处理技术 5）运算简单，不考虑信息去相关的问题； 6）由于没有利用系统航迹融合结果的先验信息， 性能可能不如局部航迹与系统航迹融合结构。 智能信息处理技术 2、局部航迹与系统航迹的融合 智能信息处理技术 特点 1）只要融合中心节点收到一组局部航迹，融合算 法就把前一时刻的系统航迹的状态外推到接受 局部航迹的时刻； 2）与新收到的局部航迹进行关联和融合，得到当 前的系统航迹的状态估计，形成系统航迹； 3）收到另一组局部航迹时，重复以上过程； 智能信息处理技术 4）必须面对相关估计误差的问题； 图中，A点的局部航迹与在B点的系统航迹存在相关误差，因为它们都与C点的信息有关。 实际工作中，系统航迹中的任何误差，由于过去的关联或融合处理误差，都会影响未来的融合性能。必须采用去相关算法消除相关误差。 智能信息处理技术 二、航迹融合中的相关估计误差问题 出现形式： 1）两个被融合航迹的估计误差是不相关的，融 合相对比较简单