【摘 要】
:
在如今目标跟踪领域,多智能体网络,“马赛克战争”概念十分火热,随着传感器节点计算能力、通信能力的上升,传统有中心融合架构的集中式、分布式结构已经无法满足目标跟踪领域不断扩张的需求,去中心化的分散式网络结构开始受到人们的关注,扩展性好、灵活性高、抗损毁性强等特点展示了该结构潜在的应用前景。与此同时,不断增加与变化的应用场景使分散式网络下的多传感器多目标跟踪算法面临诸多挑战:1)分散式网络节点视场(F
论文部分内容阅读
在如今目标跟踪领域,多智能体网络,“马赛克战争”概念十分火热,随着传感器节点计算能力、通信能力的上升,传统有中心融合架构的集中式、分布式结构已经无法满足目标跟踪领域不断扩张的需求,去中心化的分散式网络结构开始受到人们的关注,扩展性好、灵活性高、抗损毁性强等特点展示了该结构潜在的应用前景。与此同时,不断增加与变化的应用场景使分散式网络下的多传感器多目标跟踪算法面临诸多挑战:1)分散式网络节点视场(Fo V)不一致时,传统一致性融合方法出现融合性能衰退;2)分散式网络节点通信次数受限时,节点局部信息扩散至全局网络的过程中引起网络信息冗余度增大;3)分散式网络通信拓扑未知且时变时,节点先验拓扑信息失配引起网络信息流混乱,造成跟踪性能下降。本文针对上述分散式网络下目标跟踪的几类挑战,基于高斯混合概率假设密度(GM-PHD)滤波器,提出相应的分散式融合跟踪算法,解决上述三个难点。本文主要工作如下:1)针对分散式网络节点Fo V不一致时,一致性融合方法出现性能衰退的问题,提出了一种基于聚类匹配的GM-PHD分散式融合跟踪算法。首先,将GMPHD滤波器引入一致性融合框架,把目标后验GM分量进行节点内聚类与节点间匹配。然后设计了一种结合代数平均与几何平均优点的混合型融合方法,进行分散式网络下一致性跟踪,得到跟踪结果。仿真实验表明,在传感器Fo V不一致的情况下,所提算法的跟踪结果精度更高,鲁棒性更强。2)在工作1)的基础上,针对分散式网络节点通信次数受限,传感器局部信息扩散至全局网络过程中引起信息冗余度增大的问题,基于广度优先搜索算法,提出了一种基于最短路径搜索的GMPHD分散式融合跟踪算法。首先,在GMPHD滤波器中引入“视场内”目标和“视场外”目标的概念,对不同视场的目标进行区分处理;然后,利用广度优先搜索算法搜寻节点间通信的最短路径,进行信息筛选;最后使用聚类匹配融合方法,对筛选后信息进行融合。仿真结果表明,在传感器节点通信受限、观测Fo V不一致的情况下,相比1)中所提的跟踪算法,本算法跟踪结果的精度更高,鲁棒性更强。3)在工作2)的基础上,针对分散式网络通信拓扑未知且时变时,节点先验拓扑信息失配引起网络信息流混乱造成跟踪性能下降的问题,基于信息扩散原理,提出了一种基于拓扑自建立的GMPHD分散式融合跟踪算法。首先,在节点通信环节中,增加节点拓扑信息交换的步骤。然后,每个节点根据邻居节点的身份信息以及拓扑矩阵信息,借助路径搜索算法构建全局通信拓扑;最后,按照工作2)算法框架进行后续的信息筛选与融合。仿真结果表明,在传感器通信拓扑未知、通信次数受限以及Fo V不一致的情况下,相比2)中所提的算法,本算法能有效应对该类场景,获得更好的跟踪效果。
其他文献
随着数字视频技术的快速发展以及消费水平的不断提高,三维(Three Dimensional,3D)视频在生活中的应用越来越多,如3D影视,3D投影机,虚拟现实等。3D视频的数据量通常十分庞大,这是由于3D视频需要更多2D视频作为信息载体,同时还需要大量的辅助信息和距离信息。这无疑给3D视频的存储和传输带来非常巨大的挑战。为了在保证3D视频质量的同时,提高传输和压缩效率,国际3D视频编码扩展开发联合
显著性区域检测是近些年计算机视觉方向的研究热点,其目的是让计算机用算法模拟人类视觉注意机制,从图像/视频的大量数据中捕获人类感兴趣的区域。目前面向二维视觉显著区域检测的模型已经趋向成熟,但更接近人类视觉特性的三维视觉显著区域检测还有待深入。先前研究表明,深度信息可以丰富显著区域的空间结构,提高显著性检测准确率。深度图在获取或计算过程中可能会产生一些错误,这些错误会对检测结果造成负面影响,所以如何充
等离子体对流是高纬电离层中的重要特征,其中蕴含着太阳风向磁层-电离层系统能量传输的一系列重要信息。研究电离层等离子体对流在时间和空间上的演化规律,对我们深入理解磁层-电离层耦合机制,以及后续空间天气的建模与预测具有重要意义。本文基于多种深度学习相关算法对Super DARN雷达网探测到的北半球高时空分辨率的电离层对流数据进行建模,构建出了高纬电离层等离子体对流图预测模型,并采用独立时间段的测试数据
在工业生产流程中,自动化功能测试设备可以保证出厂产品的安全性和质量。在家用电器领域,产品的安全性和质量是家用电器的两个最重要的指标,日益严苛的产品安全质量指标对自动化功能测试设备提出了更高的要求。本课题设计了一款自动化功能测试设备,主要包括硬件信号采集板卡、信号激励卡以及工控机上配套的测试软件,其可以根据厂商提供的仕样书快速的搭建整体的测试环境,且具有性能优良,操作方便以及测试效率高等优点。本文首
在实际生活中,若智能体不具备自主规划的能力,其将会很难实现编队控制,而围捕控制作为编队控制的一种,需要智能体自主形成编队、规划路径。因此,对多智能体系统的路径规划跟踪与围捕控制问题进行深入研究不仅具有重要的理论意义,而且具有实际应用价值。本文主要研究了基于多智能体系统的多移动传感器路径规划与围捕控制问题,研究内容如下:(1)针对静止多目标的围捕控制问题,提出了一种融合最优次模式分配(Optimal
混沌是非线性系统中产生的伪随机现象,其丰富的动力学特性具有重要的研究价值。混沌理论已广泛应用于物理学、密码学、通信学以及经济学等领域。其中,基于混沌系统的图像加密算法研究属于混沌理论与密码学的交叉学科研究,已成为当下的研究热点。忆阻器是具有非线性特性的电路元件,可用于构建新型超混沌系统。基于忆阻器构建的超混沌系统有利于产生特殊的混沌信号,并表现出复杂的动力学特性,比如:超混沌特性、隐藏吸引子以及共
博弈理论是一种研究多参与者(可推广为多智能体)之间合作共赢与利益冲突并存关系的理论依据,随着计算机网络的发展,学者们将博弈论应用到计算机领域的许多实际问题中,如大数据云计算、无线网络等。在应对复杂计算机系统工程问题时,可运用博弈理论建模并分析相应的收益函数、损失函数、动作策略等寻求博弈模型的最优解(即纳什均衡)以获得系统的最大收益。近年来迅速发展的分布式博弈作为博弈论与分布式优化相结合的新研究领域
随着无线通信技术的高速发展,正交频分复用技术(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)凭着其高传输数据率、高频谱利用率以及优异的抗多径衰落性能,在通信领域中发挥着非常重要的作用。但OFDM系统中也存在着过高峰均功率比(Peak to Average Power Ratio,PAPR)的问题,过高的PAPR不仅导致信号发生畸变,增加系统成本,而
近年来随着智能硬件和5G技术的发展,智慧安防、生物医疗、汽车电子等强实时性应用开始快速兴起。与此同时,AI任务日益复杂,神经网络所需算力越来越大,这使得无论是云计算或边缘计算都无法满足终端设备低时延、强算力的需求,为解决上述AI技术应用困难的问题,神经网络的硬件加速具有重要研究意义。对终端硬件而言,FPGA具有低功耗、高性能的特点,又比专用ASIC芯片更灵活,且开发成本低,十分适用于算法更新频繁的
位移传感器是应用最为广泛的传感器之一,在很多领域中都发挥着重要作用。其中,微波位移传感器有着独特的优势。一是其较好的稳定性,在不同的温度、湿度等环境条件下都可以稳定工作;二是其较低的成本,基于PCB技术的平面微波传感器通常生产成本很低。本文将平面微波位移传感器的设计作为主要研究工作,提出了两种H形一维线性位移传感器和一种基于CSRR结构的二维位移传感器,并通过数值优化的方法对传感器的参数进行了优化