Система слежения за несколькими датчиками может обеспечить лучшую производительность, чем одна система датчиков, поскольку она может обеспечить более широкий охват и лучшую видимость. Кроме того, обнаружение слияния от различных типов датчиков может также улучшить качество и точность целевых оценок. Два типа архитектуры обычно используются в системе слежения за несколькими датчиками. В первом типе архитектуры - слежение центрального уровня - обнаруженные сигналы от всех датчиков отправляются непосредственно в систему слежения, которая поддерживает следы на основе всех обнаруженных сигналов. Теоретически, архитектура отслеживания центрального уровня может обеспечить наилучшую производительность, поскольку она может полностью использовать всю информацию, содержащуюся в обнаружениях. Однако можно также применить иерархическую структуру с отслеживанием уровня датчика в сочетании с слиянием уровня дорожки для системы с несколькими датчиками. На рисунке показана типичная система слежения центрального уровня и типичная система слияния дорожек на основе слежения на уровне датчиков и слияния дорожек.
Чтобы представить каждый элемент в системе объединения дорожек, вызовите системы отслеживания, которые выводят дорожки в fuser в качестве источников, и вызовите выводимые дорожки из источников в качестве исходных дорожек или локальных дорожек. Называть дорожки, поддерживаемые в фузере, центральными дорожками.
В некоторых случаях архитектура объединения дорожек может быть предпочтительнее архитектуры слежения центрального уровня. Эти случаи включают в себя:
Во многих приложениях система слежения не только должна отслеживать цели в своей среде для самонавигации, но и должна переносить свои обслуживаемые дорожки на окружающие системы слежения для улучшения общих навигационных характеристик. Например, автономное транспортное средство, которое отслеживает свою собственную ситуационную среду, может также совместно использовать обслуживаемые пути с другими транспортными средствами для облегчения их навигации.
На практике многие датчики выводят дорожки непосредственно вместо обнаружений. Поэтому для объединения информации от датчиков, которые выводят дорожки, требуется слияние на уровне дорожки.
Когда полоса пропускания связи ограничена, передача списка дорожек часто более эффективна, чем передача набора обнаружений. Это может быть особенно важно для случаев, когда список дорожек предоставляется с уменьшенной скоростью относительно скорости сканирования.
Когда количество датчиков и обнаружений велико, сложность вычислений для централизованной системы слежения может быть высокой, особенно для назначения обнаружения. Архитектура объединения «дорожка-дорожка» может распределять некоторые рабочие нагрузки назначения и оценки по отслеживанию уровня датчика, что снижает сложность вычислений фузера.
Несмотря на все преимущества архитектуры объединения дорожек, она также создает дополнительные сложности и проблемы для системы слежения. В отличие от обнаружений, которые можно считать условно независимыми, оценки дорожек от каждого источника коррелируют друг с другом, потому что они имеют общую ошибку предсказания, являющуюся результатом общей модели процесса. Поэтому вычисление слитой дорожки с использованием стандартного подхода фильтрации может привести к неправильным результатам. Необходимо учитывать следующие последствия:
Общий технологический шум - поскольку датчики наблюдают и отслеживают одну и ту же цель, они имеют общую динамику. В результате маневрирование целью может привести к средней ошибке, которая является общей для всех датчиков.
Коррелированный по времени шум измерения - Если слияние дорожек повторяется с течением времени, стандартное предположение фильтра Калмана о том, что измерения не коррелируются по времени, нарушается, поскольку ошибки оценки состояния дорожки на уровне датчика коррелируются с течением времени.
Вы можете использовать trackFuser в Toolbox™ по слиянию и отслеживанию датчиков с целью слияния между дорожками. trackFuser Система object™ предоставляет два алгоритма для объединения исходных дорожек с учетом эффектов коррекции между различными дорожками. Вы можете выбрать алгоритм, указав StateFusion имущество trackFuser как:
'Cross' - использует алгоритм слияния перекрестных ковариаций.
'Intersection' - использует алгоритм слияния ковариационных пересечений.
Также можно настроить собственный алгоритм слияния.
Помимо стандартной архитектуры объединения дорожек, показанной на предыдущем рисунке, можно также использовать другие типы архитектур с trackFuser. Например, на следующем рисунке показана система слежения за двумя транспортными средствами.
На каждом транспортном средстве два датчика отслеживают близлежащие цели с помощью соответствующих трекеров. Каждое транспортное средство также имеет фузер, который сплавляет исходные дорожки от двух трекеров. Фузер 6 может передавать свои поддерживаемые центральные пути к Фузеру 3. С помощью этой архитектуры транспортное средство 1 может идентифицировать цели (цель 2 на рисунке), которые не находятся в поле зрения его собственных датчиков.
Чтобы уменьшить распространение слухов, можно рассматривать исходные дорожки от Fuser 6 до Fuser 3 как внешние, указав IsInternalSource имущество fuserSourceConfiguration как false при настройке SourceConfigurations имущество TrackFuser.
Поскольку треки, сообщаемые различными трекерами, могут быть выражены в различных координатных кадрах, необходимо указать преобразование координат между источником и фузером, указав fuserSourceConfiguration собственность.
fuserSourceConfiguration | trackerGNN | trackerJPDA | trackerPHD | trackerTOMHT | trackFuser
[1] Чонг, К. Я., С. Мори, В. Х. Баркер и К. К. Чанг. «Архитектуры и алгоритмы для Track Association и Fusion». IEEE Aerospace and Electronic Systems Magazine, том 15, № 1, 2000, стр. 5 - 13.