多源传感器资源管理与任务调度方法研究

来源 :电子科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:ycdyjlc
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
多源传感器管理通过资源分配支撑传感器网络完成多目标跟踪及多目标分类等任务,并且通过多任务调度提高系统响应速度。本文对多目标跟踪及多目标分类下的传感器部署分配以及多任务调度进行研究,提出两种算法及一种模型。主要工作及成果包括:1、针对多目标跟踪情景中传感器应当采取何种策略选取哪个或哪几个目标进行跟踪的问题,本文设计模糊逻辑系统从目标与传感器之间的距离、目标的速度、加速度以及航向角四个维度来量化目标威胁度,并给出层次分析法与其对比。出于资源向高威胁度目标倾斜的考虑,本文建立最优化模型,并提出基于二进制粒子群优化算法(Binary Particle Swarm Optimizaion,BPSO)的传感器分配算法对模型进行求解。采用基于BPSO的传感器分配算法对比不同目标数下传感器利用率,结果表明多源传感器系统对当前最佳传感器利用率最高。2、不同于连续时间的多目标跟踪问题,多目标分类问题具有离散特性且不同传感器报告的量测数据具有异构性,因而难以对传感器进行统一性能评估及传感器部署研究。为解决该问题,本文基于融合性能模型(Fusion Performance Model,FPM)提出一种量化传感器分类性能的测度,并提出一种传感器部署算法。基于FPM等多目标分类理论,本文提出一种对称的单传感器分类性能测度,并推至多传感器组合的情况,通过推导及仿真验证其有效性。基于该测度定义效益比并提出一种传感器部署算法,在Un BBayes平台下构建多目标分类网络对算法进行验证,实验结果表明通过本文提出的传感器部署算法对传感器进行部署能够在平衡耗能的同时提升多目标分类正确率。3、与单任务有清晰的物理描述不同,多源传感器系统在实际中面临的任务流具有多样性及随机性等特征,因而如何对任务进行调度满足任务成功调度率要求及系统响应速度是重要研究内容。为满足多源传感器系统快速响应系统的需求,本文提出一种任务抽象模型。基于该模型以及High Type Early Deadline And Short First(HTEDASF)及Modified High Type Early Deadline And Short First(MHTEDASF)两种任务排序规则,本文提出自适应多任务调度算法对身份确认、高精度跟踪、失踪目标搜索、中精度跟踪、低精度跟踪及搜索六种任务进行调度。在不同任务数下,分别采用自适应调度算法与遗传算法对有序任务流进行调度,仿真结果表明自适应多任务调度算法的平均时间偏移率为遗传算法的一半,也即自适应调度算法的系统响应速度为遗传算法的两倍。综上所述,本文在多目标跟踪情境下提出一种传感器分配算法,能够充分利用传感器并对高威胁度目标分配更多资源。进一步针对多目标分类提出一种传感器部署算法,得到的部署方案能够在平衡传感器耗能下提升多目标分类正确率。针对如何对上述任务进行调度本文提出一种任务抽象模型并给出的自适应调度算法提高系统响应速度,为多源传感器管理提供了理论依据。
其他文献
随着移动互联网的高速发展,人们对基于定位追踪的位置服务需求也日益增长。现有的卫星定位技术只在没有障碍物遮挡的室外环境中适用,而难以在复杂的室内环境中提供准确的位置信息。为此许多学者提出了大量基于不同传感器的室内定位方法。但现有的室内定位方法普遍存在一个问题,即观测到的传感器数量和种类会随着时间变化而不断改变,使得定位样本和指纹库中样本维度异构,从而造成定位误差的增加。迁移学习能够从一个域中学习知识
自动驾驶汽车控制系统是一种自主决策系统,它主要处理来自车载雷达和视觉检测传感器的观测流。目前基于车载雷达的目标检测技术已经相对成熟,为了完善整套自动驾驶系统,对于卷积神经网络的视觉检测性能要求也在不断提高。在视觉检测领域,已经出现了众多高精度的目标检测网络,例如YOLO等网络,但这类网络结构复杂度高,无法有效地嵌入到小型处理器中进行实时使用。在自动驾驶的视觉系统中,车载雷达摄像头的处理器属于小型处
近年来,随着诱饵技术的蓬勃发展,传统的针对目标外形特征和红外特征的弹道目标识别已经应用较少。此时,利用目标的微动特征进行目标识别的方法受到了国内外学者的重点关注。弹道目标的微动特征体现了目标的微动形式以及部分构件的特征,可以反映弹道目标中弹头和诱饵的差异。因此,本文主要研究了中段弹道目标的平动补偿算法以及从平动补偿后的微多普勒中提取特征进行弹道目标识别的算法。主要研究内容如下:1.研究了进动、摆动
空间谱估计是阵列信号处理的一个重要分支,广泛应用于雷达、通信等各个领域。传统的空间谱估计算法是模型驱动的,即根据预先建立的函数模型与接收信号之间的匹配情况对空域参数进行估计。然而当阵列流形存在误差时,模型与数据的匹配失效,使得该类算法的性能明显降低。为了解决这个问题,本文运用机器学习方法构建网络模型直接学习接收信号与空域参数之间的非线性关系,实现误差条件下的波达方向估计。本文围绕空间谱估计问题,结
临床医学中眼底图像能反映各种疾病的早期症状,眼科医生可通过视网膜血管实现早期诊断。现实世界中视网膜血管结构复杂且医师在诊断时具备主观性,因此设计一种视网膜血管自动分割方法对于减轻医师负担和早期诊断至关重要。当前医学图像领域中深度学习已成为主流方法,它相较于传统分割方法避免了人工提取特征的过程,使得最终分割结果更为客观。本文基于上述背景,采用深度学习从以下三个方面进行视网膜血管分割研究:1.基于编码
分类是机器学习领域经典而核心的问题,也是人脸识别、图像分割、目标重识别、目标检测等复杂任务的基础,分类结果的质量好坏直接关系着上层复杂任务的性能。随着社会和科学的不断发展,日益增长的人工智能和深度学习的工程应用对分类这一基础任务的性能(泛化性及鲁棒性)也提出了更高的要求。本文以基于深度学习的大间隔分类方法为研究课题,着眼于广泛使用的Softmax交叉熵损失函数的分类方法,重点研究在当下大间隔分类方
随着物联网技术的蓬勃发展,基于室内位置服务的市场需求与日俱增。室内定位中的指纹式定位方法因其在复杂的室内环境中抗干扰能力强得到广泛应用。传统的指纹式室内定位算法假设离线建库阶段的信号强度分布与在线定位阶段的信号强度分布是一致的。然而,信号强度分布经常因环境变化、设备异构等因素发生变化,此外无线接入点的缺失或新增会导致特征维度异构。迁移学习通过将源域的知识迁移到目标域中可以减轻环境变化和设备异构引起
分布式阵列是当下研究热点。分布式阵列的协作波束成形技术用于通信网络中信号的定向发送和接收,通过多天线发送相同的信息,将多路信号进行合成,得到所需的理想数据信号。每个传输节点作为单独的发送端同时发送。由于传输节点的不同在频率、时间、相位上存在偏差,导致接收端信号强度损失。此外,在现实的阵列系统中,受到阵列几何不确定性以及电磁耦合等多方面因素影响,阵列误差广泛地存在且不可避免。各类算法基于理想化所建立
目前,深度学习算法已经广泛应用于SAR(Synthetic Aperture Radar)图像的舰船目标检测领域。不过,由于舰船目标在SAR图像中呈现分布稀疏、尺寸差异大、长宽比悬殊等特点,这导致传统Faster R-CNN算法检测这种类型的舰船目标时存在准确率低、漏检率高等问题。针对上述问题,本文开展的主要工作如下:首先,针对传统Faster R-CNN算法在检测舰船目标存在的局限性,提出了一种
随着社交媒体成为主流传播途径,信息量远超人工审核能力。同时,确保信息有效性是保障社会公序良俗的关键,因此遏制假新闻传播已成为亟待解决的问题。但假新闻数量多、形式杂导致难以进行有效监管。传统方法通过概率模型进行判别,但模型搭建难、技术落地成本高且效果不理想。本文聚焦于新闻真实性鉴别,以多特征融合方法为主要研究方法,基于深度学习的方法,搭建了新闻实体鉴别模型以及新闻图像鉴别模型。(1)多特征融合新闻真