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《中国工程物理研究院》 2005年
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多传感器数据融合目标跟踪算法研究

郑黎义  
【摘要】:数据融合技术是在上世纪九十年代刚刚兴起的一门信息处理学科。它的应用范围十分广泛,包括军用和民用的众多领域如:目标跟踪与识别、医疗诊断、交通管制、工业机器人等等。就目前而言,目标跟踪与识别仍然是数据融合技术研究的最重要的课题。 本文系统深入地研究了多传感器数据融合中的单目标跟踪问题。首先对数据融合这一新兴的学科的理论基础、实现技术、研究现状和意义进行了综述,并概述了多传感器融合目标跟踪技术;其次研究讨论了目标跟踪当中的坐标系的选择、目标运动模型的建立、跟踪门的形成和卡尔曼滤波方法等关键问题;在此基础上主要研究并改进了两种红外/雷达多传感器融合跟踪算法。 基于加权平均的融合算法简单而又实用。通过分析我们发现如果使用由拉各朗日乘数法所求得的约束极值作为权系数,融合后的精度可以达到最佳。与此同时,文中还着力解决了将红外传感器量测的图像信息转换到惯性系中的角度信息这一问题。并使用了最小二乘法实现了异类传感器量测的时空对准。仿真结果表明:使用两种传感器融合跟踪的性能要优于任一单传感器。 目标跟踪领域的一个研究重点是如何解决杂波干扰问题和适应目标的高度机动。概率数据互联算法和交互式多模型算法能够分别解决上述问题。文章结合Bar-shalom提出的交互式多模型—概率数据互联算法,提出了一种将其推广到多传感器情形下的方法。仿真实验证明了使用多传感器融合跟踪不但在精度上有提高,而且对目标机动和杂波环境的适应能力也好于单传感器。最后,文章通过状态扩展的方法将这种多传感器多模型/概率数据互联算法应用于固定延迟状态平滑当中。仿真实验证明:即使只延迟一步,跟踪精度的改善也是很明显的。 对于每种算法,我们使用蒙特卡罗方法进行的仿真实验表明了它们的有效性。如何通过硬件系统设计把算法予以实现将是下一步工作的重点。
【学位授予单位】:中国工程物理研究院
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:TP202

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【引证文献】
中国期刊全文数据库 前2条
1 邵惠东;;传感器数据融合中状态估计技术研究[J];科技创新与应用;2012年09期
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中国硕士学位论文全文数据库 前8条
1 钟兴质;基于传感器网络的目标跟踪算法研究[D];西安电子科技大学;2011年
2 刘帆;多传感器目标跟踪算法研究[D];西安电子科技大学;2011年
3 李崇谊;对变换状态空间EKF的研究及其在航迹融合问题中的应用[D];哈尔滨工程大学;2006年
4 田嘉洪;多机动目标跟踪技术研究[D];南京航空航天大学;2007年
5 赵建安;多传感器机动目标跟踪的自适应网格交互多模算法研究[D];太原理工大学;2007年
6 纪锴;基于HLA数据融合仿真技术研究[D];沈阳理工大学;2009年
7 赵强;雷达组网系统的目标数据融合方法研究[D];江苏科技大学;2010年
8 全丽;机载多传感器数据融合目标跟踪技术研究与实现[D];电子科技大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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7 沈勇,徐维庆;基于数据融合技术的道路特征实验识别[J];车辆与动力技术;2004年04期
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中国重要会议论文全文数据库 前10条
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4 马小平;汪永东;樊阳;;模糊证据理论的深入研究[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
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6 胡玉兰;范晓静;;基于D-S证据理论改进方法的目标识别[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
7 张佑春;王平;张公永;;基于D-S证据理论和神经网络的信息融合方法及应用[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
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10 李耀军;潘泉;杨峰;李军伟;朱英;;基于多源信息融合的无人机感知与规避研究[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 乔梁;信源定位的可观测性及跟踪技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
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3 孙明;基于小波和迟滞的混沌神经网络及其应用[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 汤春瑞;水下目标声图像多分辨率分析及识别研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
5 姜延吉;多传感器数据融合关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
6 何建民;面向网络社区聆听客户声音方法研究[D];合肥工业大学;2010年
7 蒋鼎国;无线传感器网络农业信息监控系统设计与数据融合研究[D];江南大学;2010年
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9 刘美;WSN多目标跟踪节点任务分配及跟踪算法研究[D];华南理工大学;2010年
10 李先锋;基于特征优化和多特征融合的杂草识别方法研究[D];江苏大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 展慧;基于多源信息融合技术的板栗分级检测方法研究[D];华中农业大学;2010年
2 年军艳;普适计算下的上下文感知计算若干关键技术研究[D];安徽工程大学;2010年
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【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 杨汇源;;雷达组网多目标跟踪系统的设计与实现[J];兵工自动化;2008年01期
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10 李德仁;肖志峰;朱欣焰;龚健雅;;空间信息多级网格的划分方法及编码研究[J];测绘学报;2006年01期
中国博士学位论文全文数据库 前7条
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 刘帆;多传感器目标跟踪算法研究[D];西安电子科技大学;2011年
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【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前4条
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2 汪永军;陈之涛;孙永良;许大进;刘浩;;雷达终端系统可靠性提升[J];国外电子测量技术;2012年03期
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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2 周承兴;基于随机集的多目标跟踪算法研究[D];西安电子科技大学;2011年
3 刘帆;多传感器目标跟踪算法研究[D];西安电子科技大学;2011年
4 吴龙;基于C~4ISR的阵地末端防御系统关键技术研究[D];南京航空航天大学;2011年
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9 全丽;机载多传感器数据融合目标跟踪技术研究与实现[D];电子科技大学;2012年
10 毕海囡;无线传感器网络数据融合技术研究[D];哈尔滨工程大学;2012年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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4 胡士强,张天桥;多传感器在线自适应加权融合跟踪算法[J];北京理工大学学报;2002年01期
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中国重要会议论文全文数据库 前10条
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10 孟华;石莹;邓自立;;加权观测融合Kalman跟踪滤波器[A];2005中国控制与决策学术年会论文集(上)[C];2005年
中国重要报纸全文数据库 前10条
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
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6 陈理渊;多传感器数据融合及其在电机故障诊断中的应用研究[D];浙江大学;2005年
7 库少平;磁力轴承故障诊断的相关理论与实验研究[D];武汉理工大学;2005年
8 邓达强;运动机械监测系统数据融合关键技术的研究与应用[D];重庆大学;2001年
9 左文明;脱机手写中文签名鉴别的研究[D];华南理工大学;2004年
10 张英;水下仿生拱泥机器人及其关键技术研究[D];武汉理工大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 郑黎义;多传感器数据融合目标跟踪算法研究[D];中国工程物理研究院;2005年
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5 林岚;基于神经网络的多目标跟踪数据融合研究[D];江西师范大学;2005年
6 王晓岭;数据融合系统中航迹关联和属性融合的研究[D];西安电子科技大学;2006年
7 罗世亮;传感器网络通信协议的初步研究[D];广东工业大学;2005年
8 李春昌;多频连续波雷达系统脱靶量测量与目标跟踪算法研究[D];西安电子科技大学;2010年
9 陈勇;面向水质监测的鱼类目标跟踪与运动行为建模系统研究[D];浙江工业大学;2010年
10 徐亮;动态交通信息检测器选择及其空间位置优化问题研究[D];吉林大学;2004年
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