基于模糊信息处理的传感网系统中多目标跟踪方法

丁翠 北京京北职业技术学院

基于模糊信息处理的传感网系统中多目标跟踪方法

丁翠 北京京北职业技术学院

传感器组网推动了信息领域的发展，多目标跟踪就是传感器组网系统中的关键技术。在传感器组网系统中，多目标根据主要是根据信息融合理论，通过多个不同节点的不同层次、精度、粒度及各种数据，从而获得具有完整决策及精准估计的目标，在多目标跟踪研究中，数据关联是一个重点及难点内容。本文通过模糊信息处理作为基础，将分布式融合模型作为框架，对传感网系统中的多目标跟踪的方法进行了介绍。多目标追踪主要是根据传感网系统实现跟踪处理流程的创建，从而能够满足信息融合的实际需求。

模糊信息处理 传感网系统 多目标追踪

分布式传感器组网过程中的信息融合就是通过多传感器的不同层次、精度、分辨率等，使获得的估计及决策更加精准及完整。目标的跟踪在杂波环境中是不确定的，所以信息融合的重点问题就是多目标跟踪。在进行传感器系统创建过程中，因为存在多种问题，并且跟踪未知数不确定，所以导致不能够对精准的来源进行观测，使数据在关联过程中具有不确定性。时间的不同，传感器节点的目标运动就具备不同的状态，那么目标观测的创建也存在各种不同，从而限制了运动模型。数据关联与传感网系统具有密切的联系，基于此，本文就以模糊处理为基础，对传感网系统中基于模糊信息处理的多目标跟踪方法进行分析。

1 基于异类传感器模糊航迹开始

在多目标跟踪过程中具有不确定性，主要包括观测的设备性能、环境及对象三种。简单来说，观测的对象也就是目标的运动数量及模型，在目标跟踪的过程中传感器及节点数据也不确定，要想解决这些问题，能够通过模糊理论实现，在目标追踪过程中，模糊信息处理能够解决其中缺乏先验信息、不准确等问题。

将传感器节点层、红外传感器及二维雷达相互结合，是平台的抗干扰、生存及跟踪精度都有效提高。因为异类传感器的测量空间、系统误差等都各不相同，所以不同纬度的航迹开始观测较难。要想解决这一问题，可以直接从异类传感器中得出分量，以同个时间中不同目标的关系，对在同时间观测到的纬度进行分类及合成，之后进行合成，从而实现基于异类传感器模糊航迹的开始。

2 观测-航迹关联

观测-航迹关联的主要方式就是联合概率数据，通过关联门限将不可行的假设消除，创建目标及可行假设关联。此种方法只能够适用于关联观测，为了能够对目标运动及历史信息进行观测，可以对其进行重构，提出GJPDA的方式。为了能够充分使用这些信息，GJPDA以模糊观测s及统计观测z两者进行了不确定度量的定义：

σ（k）表示第l类观测统计的标准差；H（p）表示第l类观测统计的熵；σ1（k）表示第l类模糊观测的标准差；H1（u）表示第l类模糊观测的模糊熵。

3 航迹-航迹关联

航迹-航迹关联中，要求传感器平台各不相同，但是要实现其中目标是否是相同的判断，将其作为实现多目标跟踪的基本内容。以数据从底到高的传输，航迹的关联主要包括局部及传感器两种方式。因为传感器系统中的分布范围较广，数量也较多，所以节点的处理要通过大量的数据实现。但是节点通信及处理的能力有限，所以要求航迹处理能力较高。

航迹-航迹的关联一般通过单次关联的实现进行，这种方式一次只能够评估一个局部状态，为了进一步的提高航迹-航迹关联的质量，就要更新航迹实现。那么就约束了更新航迹的时间，并且不能够在多局部节点中使用。在实际应用过程中，航迹数据都是通过报文的方式从低到高传输的，一条报文中的局部估计只有一个。节点相邻并且局部状态同源的状态表示为子航迹，以此对通过单次关联方式进行更新及优化，得出基于航迹-航迹的关联方式。

因为传感器的类型不同，那么其虚警率及分辨率对航迹的影响也各有不同。在模糊航迹关联中，航迹-航迹的关联通过以下表示：

t及T分别为子航迹及航迹，μ表示为模糊关联的因子，w表示为航迹-航迹关联过程中的加权系数。

4 机动目标跟踪方式

将多目标跟踪的数量作为基础，从而得出两种机动跟踪的方式，分别为多机动及单机动。在实际的跟踪过程中，因为目标的运动状态是不确定的，并且针对单机动目标，提出基于模糊逻辑的滤波器，示为：

基于模糊逻辑的滤波器能够通过模糊系统的设计，同时对航向角及残差的变化进行观测，并且将其作为输入，只适应对衰减因子进行调整，以此能够在统计特性不确定的基础上实现目标的跟踪。

5 结束语

分布式多传感组网过程中，多目标跟踪方式和传感网系统及数据具有密切的关系，并给传感网数据的特点是根据传感网类型及性能实现的，所以其也与传感网融合算法性能息息相关。那么就要将传感器网络作为基础，要全面对数据特性进行分析，从而针对性的设计多目标的跟踪算法。

[1]范恩.基于模糊信息处理的传感网系统中多目标跟踪方法[D].西安电子科技大学,2015

[2]范恩,谢维信,刘宗香,等.传感器组网中基于模糊信息处理的多目标跟踪[J].指挥信息系统与技术,2014,5(6):15-21

[3]王强.基于视觉传感网络的目标跟踪系统设计[J].现代电子技术,2016,39(8):88-91

丁翠(1984－)，女，硕士学位，讲师，主要研究领域为信号与信息处理，无线通信网络。