本發明公開的一種多傳感器航跡質量外推航跡融合方法，旨在提高外推時間較長時多傳感器航跡融合的精確度。通過下述技術方案實現：各傳感器把本地跟蹤器生成的目標航跡信息送入融合中心，航跡發送單元按照航跡消息格式標準進行傳輸；航跡融合模塊遍歷系統航跡數據庫，查找目標航跡關聯的系統航跡信息，獲取最新的目標航跡更新時刻，建立航跡質量和航跡誤差協方差矩陣的近似轉換關系，將局部航跡和系統航跡的航跡質量轉換成誤差協方差矩陣；航跡融合模塊利用歷史航跡信息估計量測噪聲矩陣和系統噪聲矩陣，求解量測噪聲矩陣和系統噪聲矩陣，對局部航跡和預測的系統航跡進行協方差交叉融合，將融合誤差協方差矩陣轉換成融合的航跡質量，更新航跡數據庫。

技術領域

本發明是關于多目標跟蹤領域機器人和智能儀器系統、信息處理、圖像分析與理解、目標檢測與跟蹤、自動目標識別，多源圖像復合等領域異構多傳感器航跡融合技術，一種多傳感器航跡質量外推航跡融合方法。

背景技術

多傳感器數據融合技術是利用計算機技術對按時序獲得的若干傳感器的觀測信息，以及數據庫和知識庫的信息，在一定準則下加以自動匯集、相關、分析、綜合為一種表示形式以完成所需要的估計和決策任務所進行的信息處理過程。信息融合也稱數據融合，包括對各種傳感器給出的有用信息進行采集、傳輸、分析和合成等處理過程。數據融合的基本目標就是通過組合來獲得比單個輸入數據源更準確、更可靠的信息。信息處理中心要對多源的觀測信息進行有效的融合處理。通過數據融合技術給出對目標位置的精確估計，從而改善對目標的跟蹤和識別。數據融合最重要的應用領域之一就是在使用多個傳感器的目標跟蹤中的航跡融合。主要是通過數據處理器依據目標濾波跟蹤和數據關聯等算法產生局部多目標跟蹤航跡，然后把處理過的信息送入融合中心，中心根據各節點的航跡數據完成航跡與航跡關聯和航跡融合。所謂數據關聯就是把來自傳感器的觀測或點跡與已知確認的事件歸并到一起，以保證每個事件集合所包含的觀測來自同一實體的概率較大。對確認關聯的同一目標的多個傳感器航跡，融合中心將多個傳感器航跡進行航跡融合。隨著信息論、控制論、計算機技術、網絡技術以及傳感器技術等的快速發展，進入融合中心的信息具有數據量大、來源途徑多、相關層次多。在通信過程中，由于通信網絡本身，或受應用環境的影響，將不可避免地出現通信延時、數據丟失等通信問題。因此在信息處理中心，僅僅對多源觀測信息的簡單堆積將不被允許。

多傳感器融合跟蹤系統的信息結構通常分為兩類：一類為同步信息結構，在這種結構中，各傳感器數據采樣嚴格同步，有相同的采樣率且沒有通信延遲，融合中心嚴格按照每步獲得的信息進行融合估計；另一類為異步信息結構，各傳感器送至融合中心的數據不同步，融合中心按異步獲得的信息進行融合估計。在實際應用中，融合中心接收到的各局部航跡往往是異步的。因此，在對各局部航跡進行關聯與融合之前，必須將它們統一到融合中心的時間點上，這個過程就是異步航跡的同步化。在分布式多傳感器跟蹤系統中，各傳感器先進行多目標跟蹤處理形成局部航跡之后，把局部航跡送至融合中心，融合中心在接收到各局部航跡數據后完成航跡關聯和航跡融合，形成全局估計?？梢钥闯觯绾螌Ω骶植亢桔E進行有效的關聯與融合是分布式系統融合跟蹤要解決的重要問題。航跡融合通常有兩種處理結構：一種是局部航跡與局部航跡融合結構；另一種是局部航跡與系統航跡融合結構。在局部航跡與局部航跡融合結構中，來自不同傳感器的局部航跡外推到融合中心公共時間上進行關聯與融合，得到系統航跡的狀態估計。近年來，航跡融合方向出現了大量研究算法。Singer提出的簡單凸組合航跡融合算法(SF)、Y.Bar-Shalom提出的協方差加權航跡融合算法，Simon?Julier等人提出的協方差交叉算法以及Beugnon等人提出的自適應航跡融合算法。這些算法的都是基于同一個時刻的局部估計和誤差協方差矩陣，找到最優的融合估計和誤差協方差矩陣。這類算法都是直接使用狀態估計和誤差協方差矩陣進行融合計算，應用前提是局部航跡必須給出準確的局部狀態估計值和誤差協方差矩陣。