[發(fā)明專利]基于決策級和信號級數(shù)據(jù)融合的多傳感器聯(lián)合檢測方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110264017.8
• 申請日: 2021-03-09
• 公開（公告）號: CN113038411B
• 公開（公告）日: 2022-04-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 易偉;肖航;張國鑫;張永平;楊詩興;賴樣明;劉永堅;孔令講
• 申請（專利權(quán)）人: 電子科技大學(xué)
• 主分類號: H04W4/38
• 分類號: H04W4/38;G06K9/62
• 代理公司: 成都虹盛匯泉專利代理有限公司 51268
• 代理人: 王偉

本發(fā)明公開了一種基于決策級和信號級數(shù)據(jù)融合的多傳感器聯(lián)合檢測方法，包括以下步驟：S1、獲得各節(jié)點傳感器對目標(biāo)信號采集到的觀測值；S2、將不同傳輸條件下節(jié)點傳感器采集到的觀測值通過不同的數(shù)據(jù)傳遞形式傳輸至融合中心；S3、根據(jù)先驗信息建立聯(lián)合似然函數(shù)；S4、對未知參數(shù)進行最大似然估計；S5、基于廣義似然比準(zhǔn)則計算檢測統(tǒng)計量；S6、通過推導(dǎo)檢測統(tǒng)計量的近似分布設(shè)置檢測門限；S7、檢測統(tǒng)計量與檢測門限作比，輸出檢測結(jié)果。本發(fā)明通過對多源，多級數(shù)據(jù)的聯(lián)合利用，能夠盡可能多地保留數(shù)據(jù)中的目標(biāo)信息，有效解決了不同級數(shù)據(jù)難以融合而導(dǎo)致信息利用率不足的問題，同時借由設(shè)置最優(yōu)局部判決閾值，可進一步提升多傳感器系統(tǒng)的檢測性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于多傳感器技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于決策級和信號級數(shù)據(jù)融合的多傳感器聯(lián)合檢測方法。

背景技術(shù)

隨著電子信息技術(shù)的不斷發(fā)展，單傳感器由于感知范圍有限，數(shù)據(jù)采集量小，信息可靠性低等缺點，已無法滿足萬物互聯(lián)時代下數(shù)據(jù)處理的需求。于是，借由分散布置大量具備通信交互和信號處理能力的局部傳感器來完成數(shù)據(jù)采集，再將各節(jié)點數(shù)據(jù)按照一定準(zhǔn)則加以分析和利用，以實現(xiàn)所需判決和估計的多傳感器融合技術(shù)在近年來得到了快速發(fā)展。它的主要特點是，通過將各節(jié)點傳感器采集到的分散觀測值進行多層次、多級別的信息互補和優(yōu)化組合，最終產(chǎn)生對觀測環(huán)境的聯(lián)合性解釋。從性能上考慮，這是對多源信息的綜合處理，構(gòu)建了設(shè)備間的互聯(lián)體系，提升了系統(tǒng)的智能化程度；從工程上考慮，利用多個傳感器協(xié)同操作的優(yōu)勢可降低對單個傳感器的性能要求、減少造價，節(jié)約成本。因此，多傳感器聯(lián)合處理系統(tǒng)憑借著單傳感器系統(tǒng)無可比擬的優(yōu)勢，在軍事指揮、工業(yè)監(jiān)控、智能檢測、氣象預(yù)報、目標(biāo)檢測與跟蹤、模式識別等領(lǐng)域得到了廣泛關(guān)注和普遍應(yīng)用。

在多傳感器系統(tǒng)進行聯(lián)合檢測任務(wù)時，各節(jié)點傳感器需要將收集到的局部觀測數(shù)據(jù)傳遞到融合中心進行聯(lián)合處理，出于系統(tǒng)實時性的考慮，數(shù)據(jù)的傳遞方式往往由實際節(jié)點傳感器與融合中心的傳輸條件決定。當(dāng)傳輸帶寬足夠大時，節(jié)點傳感器能夠傳遞給融合中心原始觀測值，即信號級數(shù)據(jù)；當(dāng)傳輸帶寬嚴(yán)重受限時，節(jié)點傳感器僅傳遞局部判決結(jié)果至融合中心，即決策級數(shù)據(jù)。在文獻(xiàn)“Kay S M.Fundamentals of statistical signalprocessing[J].Technometrics,1993,37(4):465-466.”和“Fang J,Liu Y,Li H,etal.One-Bit Quantizer Design for Multisensor GLRT Fusion[J].IEEE SignalProcessing Letters,2013,20(3):257-260.”中，針對未知信號的檢測問題，作者分別提出了適用于信號級數(shù)據(jù)和決策級數(shù)據(jù)的聯(lián)合檢測策略，以實現(xiàn)對多源數(shù)據(jù)的融合利用。但是在以上研究中僅考慮了單一形式數(shù)據(jù)的多傳感器融合方法，即所有節(jié)點傳感器與融合中心的通信帶寬一致，融合中心接收到的數(shù)據(jù)為同一層級。而在多傳感器系統(tǒng)被廣泛應(yīng)用的今天，實際應(yīng)用場景通常是復(fù)雜多變的，即各節(jié)點傳感器與融合中心通信帶寬往往存在巨大差異，且同一節(jié)點傳感器的傳輸條件也可能因為位置調(diào)整，電磁干擾等因素發(fā)生改變。此時，如果僅采用單一層級的數(shù)據(jù)融合策略必然會產(chǎn)生傳輸資源浪費，信息利用率不足等問題，進而導(dǎo)致系統(tǒng)檢測性能的損失。因此站在長遠(yuǎn)角度考慮，研究和發(fā)展擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的針對于混合式傳輸架構(gòu)的多傳感器聯(lián)合檢測技術(shù)，具有十分重要的意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種通過對多源，多級數(shù)據(jù)的聯(lián)合利用，能夠盡可能多地保留數(shù)據(jù)中的目標(biāo)信息，有效解決了不同級數(shù)據(jù)難以融合而導(dǎo)致信息利用率不足的問題，同時可進一步地提升多傳感器系統(tǒng)的檢測性能的基于決策級和信號級數(shù)據(jù)融合的多傳感器聯(lián)合檢測方法。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的：基于決策級和信號級數(shù)據(jù)融合的多傳感器聯(lián)合檢測方法，包括以下步驟：

S1、多個節(jié)點傳感器對同一未知目標(biāo)信號進行感知，獲得各節(jié)點傳感器對目標(biāo)信號采集到的觀測值；

S2、將不同傳輸條件下節(jié)點傳感器采集到的觀測值通過不同的數(shù)據(jù)傳遞形式傳輸至融合中心；