一種分布式傳感器系統(tǒng)數據關聯方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種分布式傳感器系統(tǒng)數據關聯方法，該方法步驟如下：(1)選擇離各傳感器距離最近的一個局部傳感器作為融合中心；(2)融合中心求出待檢單元矩形中心點；(3)局部傳感器計算中心點在各局部傳感器極坐標系中的分辨單元；(4)局部傳感器將計算出的分辨單元的數據傳給融合中心；(5)融合中心采用各局部傳感器的數據進行數據關聯。本發(fā)明具有易分析，易實現的特點，可以有效的提高測量，估計和決策的可靠性。
【專利說明】一種分布式傳感器系統(tǒng)數據關聯方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種分布式傳感器系統(tǒng)數據關聯方法，更具體來說，涉及一種具有融合中心和多個局部傳感器的分布式傳感器系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]分布式傳感器網絡是由一組傳感器構成的有線或無線網絡，能協(xié)作地采集和處理網絡覆蓋地理區(qū)域中所感知對象的信息。例如，傳感器網絡可以對感興趣區(qū)域內的車輛，行人等進行目標定位和檢測，從而進行動態(tài)規(guī)劃。傳感器網絡工作方式是將很多傳感器節(jié)點放到感興趣的區(qū)域，各個獨立的傳感器根據接收到的信號進行獨立檢測和判斷，再將結果傳遞到融合中心。融合中心利用這些物理量的附加信息，依靠傳感器網絡中各節(jié)點的協(xié)同感知和計算能力做出最終的判斷。
[0003]數據關聯是根據合理的方法尋求不同傳感器對同一事物或者現象的觀測數據和處理結果，將尋求到的結果傳送給后級進行數據融合。只有正確地實現數據關聯，數據融合才能有效地進行。
[0004]分布式檢測系統(tǒng)是利用多部局部傳感器來進行統(tǒng)一檢測的系統(tǒng)。因此數據關聯方法的目的就是如何獲取各局部傳感器對同一目標的原始觀測數據。如果數據關聯正確，則后級的數據融合能夠提高檢測性能；相反，若某局部傳感器數據關聯錯誤，其用于融合的數據就不包含目標信號而僅僅是噪聲，融合這些數據會對整體檢測性能造成惡化?？梢姡瑪祿P聯方法的好壞直接影響著最終的融合性能。
[0005]過去分布式檢測系統(tǒng)的研究主要集中在數據融合即如何尋求好的融合準則來進行檢測上面，這些方法都假設數據關聯能夠完全正確地實現，而對具體數據關聯方法關注則很少。但很顯然兩方面原因決定了數據關聯是不可或缺的工作，一是完全正確的數據關聯方法幾乎不可能實現，實際情況總是有錯誤關聯情況的，這些錯誤會對檢測方法產生影響。原來表現較好的檢測方法由于其穩(wěn)健性能差可能就不再適合了，因此需要重新檢驗各檢測方法的性能；二是分布式檢測系統(tǒng)最后應該是要投入實用的，而系統(tǒng)要實用化就必須實現數據關聯。

【發(fā)明內容】

[0006]本發(fā)明針對現有技術的不足，提出了一種低復雜度的關聯方法，該方法具有易分析，易實現的特點?？梢杂行У奶岣邷y量，估計和決策的可靠性。
[0007]分布式傳感器系統(tǒng)有一個融合中心，由融合中心進行目標最終位置的判斷。目標位置采用極坐標表示。檢測將按照分辨單元進行，分辨單元大小由融合中心采用的距離分辨率和角度分辨率決定。
[0008]每一局部傳感器單獨掃描場景，獲得回波，當有目標時該回波為噪聲疊加目標信號，無目標時為純噪聲。同樣局部傳感器也采用極坐標，其分辨單元大小由自身的距離分辨率和角度分辨率決定。它的數據是以分辨單元來進行存儲或者處理。[0009]融合中心當前考察的檢測單元稱為待檢單元，矩形中心決定法即是利用了分辨單元的中心點來進行數據關聯的方法，其步驟如下:
[0010]1.選擇離各傳感器距離最近的一個局部傳感器作為融合中心；
[0011]2.融合中心將待檢單元近似為矩形,并求出該矩形單元中心點；
[0012]3.局部傳感器計算中心點在各局部傳感器極坐標系中的分辨單元；
[0013]4.局部傳感器將計算出的分辨單元的數據傳給融合中心；
[0014]5.融合中心采用各局部傳感器的數據進行數據關聯。
[0015]步驟I中，融合中心的選擇依據是使得融合中心到各局部傳感器的距離之和最小。
[0016]步驟2中，待檢測單元的中心點為該矩形的幾何中心點。
[0017]步驟3中，將各局部傳感器的的坐標改為極坐標系，計算幾何中心點在極坐標系中的分辨單位位置。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1是示出根據本發(fā)明實施例的中心決定關聯方法結構圖
[0019]圖2是示出根據本發(fā)明實施例的中心決定關聯方法流程圖
[0020]圖3是示出根據本發(fā)明實施例的分辨單元矩形近似方法
【具體實施方式】
[0021 ] 下面結合附圖和實施例進一步說明本發(fā)明的技術方案。
[0022]圖1給出了采用2個傳感器進行數據關聯的結構圖。每個傳感器有自己的分辨單元，傳感器需要找出正確的分辨單元，并將該分辨單元的數據傳給融合中心。
[0023]圖2給出了采用2個傳感器進行數據關聯的方法。步驟210，在圖1只有2個傳感器的情況下，任意選擇其中一個作為融合中心，假設右側傳感器為融合中心，對分辨單元(粗實線標出)進行檢測。
[0024]在步驟220中，融合中心將待檢單元近似為矩形，計算得出M為該分辨單元的矩形中心點，P11-P14為傳感器I的分辨單元中心點，M, P11-P14表示它們各自所在的分辨單元。
[0025]圖3為將分辨單位近似為矩形的方法。分辨單元有四個頂點A，B, C，D0連接AB和CD，由頂點A和C分別向線段⑶做垂線，得到頂點C’和D’。連接ABD’C得到矩形。該矩形中心點為M點。
[0026]為關聯傳感器I的數據，在步驟230中，確定M點在傳感器I極坐標中所處的分辨單元，圖中給出是Pn。傳感器I對P11單元的觀測數據進行關聯，在步驟240中，傳感器I將P11單元的數據傳給融合中心。在步驟250中，融合中心利用P11單元和M單元的數據進行計算，這樣就完成了分辨單元M和局部傳感器I的數據關聯。
[0027]如果傳感器的個數大于3，則選擇距離各傳感器距離最近的傳感器作為融合中心。
[0028]中心決定方法的主要特點是:第一，它保證對融合中心的每一待檢單元關聯的數據有且僅有N個，N為局部傳感器數目。第二，該方法實現簡單，它不需要關注融合中心以及各局部傳感器的分辨率、周期，目標運動速度、方向等參數。
[0029]考慮三傳感器分布式檢測系統(tǒng)，先假設三部傳感器在一條直線上，中間傳感器和兩側傳感器間距均為20km，比較兩種配置:a)融合中心建立在中間傳感器上，b)融合中心建立在兩側中的某一部傳感器上。然后假設三部傳感器構成一個“L”形，同樣中間傳感器相距兩側傳感器為20km，也比較兩種配置:c)融合中心建立在中間傳感器，d)融合中心建立在端上的局部傳感器。目標和融合方法等設置和前述兩傳感器系統(tǒng)相同。由于是三傳感器，關聯情況共有四種:3部傳感器均關聯正確；僅2部傳感器關聯正確；僅I部傳感器關聯正確；無傳感器關聯正確。
[0030]假設三個傳感器的虛警概率分別為0.1874X 10-6，0.3396X IO-6,0.4633Χ 10'四種情況下對應的關聯概率見下表。
[0031]
【權利要求】
1.一種分布式傳感器系統(tǒng)數據關聯方法，其特征在于: (1)選擇離各傳感器距離最近的一個局部傳感器作為融合中心； (2)融合中心求出待檢單元中心點； (3)局部傳感器計算中心點在各局部傳感器極坐標系中的分辨單元； (4)局部傳感器將計算出的分辨單元的數據傳給融合中心； (5)融合中心采用各局部傳感器的數據進行數據關聯。
2.根據權利要求1所述的方法，在步驟(I)中，融合中心位于某個局部傳感器上，且該傳感器到其他傳感器的距離之和最小。
3.根據權利要求1所述的方法，在步驟(2)中，融合中心將待檢測單元近似為矩形，中心點為該矩形的幾何中心點。
4.根據權利要求1所述的方法，在步驟(3)中，將各局部傳感器的的坐標改為極坐標系，計算矩形幾何中心點在極坐標系中的分辨單位位置。
【文檔編號】G06F17/30GK103729357SQ201210384700
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2012年10月12日 優(yōu)先權日:2012年10月12日
【發(fā)明者】嚴軍 申請人:北京源微達科技有限公司