吉林大学学报(工学版) ›› 2013, Vol. 43 ›› Issue (05): 1381-1385.doi: 10.7964/jdxbgxb201305037

• 论文 • 上一篇    下一篇

基于多模型信息滤波器的故障容错目标跟踪

杨小军, 宋青松, 马祥, 李东海   

  1. 长安大学 信息工程学院, 西安 710064
  • 收稿日期:2012-09-08 出版日期:2013-09-01 发布日期:2013-09-01
  • 作者简介:杨小军(1971- ),男,副教授,博士.研究方向:传感器网络与信息融合.E-mail:xjyang@chd.edu.cn
  • 基金资助:

    国家自然科学基金项目(60975028,61101215,61201406);中央高校基本科研业务费专项基金项目(CHD2012ZD011,2013G3242008).

Fault-tolerance target tracking based on multi-model information filtering

YANG Xiao-jun, SONG Qing-song, MA Xiang, LI Dong-hai   

  1. School of Information Engineering, Chang'an University, Xi'an 710064, China
  • Received:2012-09-08 Online:2013-09-01 Published:2013-09-01

RICH HTML

0   

PDF (PC)

344

摘要：

对具有传感器随机故障的多传感器系统,提出一种故障容错的目标跟踪算法。利用多模型方法建立传感器量测故障模型,将Unscented变换(UT)嵌入信息滤波器框架,建立多模型信息滤波器。通过多模型方法在线估计量测模型概率,利用概率加权组合分别得到传感器的信息贡献,通过多传感器融合提高目标跟踪精度和传感器故障识别概率。仿真结果表明,本文算法能有效提高目标跟踪精度。

关键词: 自动控制技术, 目标跟踪, 信息滤波器, 多传感器融合, 故障容错

Abstract:

A fault-tolerant target tracking algorithm is proposed for multi-sensor system with random sensor faults. The sensor measurement fault is modeled by multi-model approach. The multi-model information filtering is established via embedding the unscented transformation into the information filtering architecture. The probability of the sensor fault model is estimated online by multi-model estimation. The information contribution of each sensor is calculated by combination of probability weights of the sensor fault model. The target tracking accuracy and the identification probability of sensor fault are improved via multi-sensor data fusion. The simulation results show that the proposed algorithm can improve the efficiency of target tracking.

Key words: automatic control technology, target tracking, information filtering, multi-sensor data fusion, fault-tolerant

中图分类号: 

  • TP13

[1] Freris N M, Kowshik H, Kumar P R. Fundamentals of large sensor networks: connectivity, capacity, clocks, and computation[J].Proceedings of the IEEE, 2010, 98(1): 1828-1846.

[2] Noori M, Ardakani M. Energy efficiency of universal decentralized estimation in random sensor networks[J].IEEE Transactions on Wireless Communications, 2011, 10 (12): 4023-4028.

[3] Vercauteren T, Wang X. Decentralized sigma-point information filters for target tracking in collaborative sensor networks[J].IEEE Transactions on Signal Processing, 2005, 53(8): 2997-3009.

[4] Liu G, Worgotter F, Markelic I. Square-root sigma-point information filtering[J].IEEE Transactions on Automatic Control, 2012, 57(11): 2945-2950.

[5] Gustafsson F, Hendeby G. Some relations between extended and unscented Kalman filters[J].IEEE Transactions on Signal Processing, 2012, 60(2): 545-555.

[6] Garcia-Fernandez A F, Morelande M R, Grajal J. Truncated unscented Kalman filtering[J].IEEE Transactions on Signal Processing, 2012, 60(7): 3372-3386.

[7] Lee D J. Nonlinear estimation and multiple sensor fusion using unscented information filtering[J]. IEEE Signal Processing Letters, 2008, 15(1): 861-864.

[8] Terra M, Ishihara J, Jesus G. Information filtering and array algorithms for discrete-time Markovian jump linear systems[J]. IEEE Transactions on Automatic Control, 2009, 54(1): 158-162.

[9] Smith S C, Seiler P. Estimation with lossy measurements: Jump estimators for jump systems[J]. IEEE Transactions on Automatic Control, 2003, 48(12): 2163-2171.
[1] 顾万里,王萍,胡云峰,蔡硕,陈虹. 具有H∞性能的轮式移动机器人非线性控制器设计[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(6): 1811-1819.
[2] 李战东,陶建国,罗阳,孙浩,丁亮,邓宗全. 核电水池推力附着机器人系统设计[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(6): 1820-1826.
[3] 赵爽,沈继红,张刘,赵晗,陈柯帆. 微细电火花加工表面粗糙度快速高斯评定[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(6): 1838-1843.
[4] 王德军, 魏薇郦, 鲍亚新. 考虑侧风干扰的电子稳定控制系统执行器故障诊断[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(5): 1548-1555.
[5] 闫冬梅, 钟辉, 任丽莉, 王若琳, 李红梅. 具有区间时变时滞的线性系统稳定性分析[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(5): 1556-1562.
[6] 张茹斌, 占礼葵, 彭伟, 孙少明, 刘骏富, 任雷. 心肺功能评估训练系统的恒功率控制[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(4): 1184-1190.
[7] 董惠娟, 于震, 樊继壮. 基于激光测振仪的非轴对称超声驻波声场的识别[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(4): 1191-1198.
[8] 田彦涛, 张宇, 王晓玉, 陈华. 基于平方根无迹卡尔曼滤波算法的电动汽车质心侧偏角估计[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(3): 845-852.
[9] 张士涛, 张葆, 李贤涛, 王正玺, 田大鹏. 基于零相差轨迹控制方法提升快速反射镜性能[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(3): 853-858.
[10] 王林, 王洪光, 宋屹峰, 潘新安, 张宏志. 输电线路悬垂绝缘子清扫机器人行为规划[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(2): 518-525.
[11] 杨欣, 夏斯军, 刘冬雪, 费树岷, 胡银记. 跟踪-学习-检测框架下改进加速梯度的目标跟踪[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(2): 533-538.
[12] 胡云峰, 王长勇, 于树友, 孙鹏远, 陈虹. 缸内直喷汽油机共轨系统结构参数优化[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(1): 236-244.
[13] 朱枫, 张葆, 李贤涛, 王正玺, 张士涛. 基于强跟踪卡尔曼滤波的陀螺信号处理[J]. 吉林大学学报(工学版), 2017, 47(6): 1868-1875.
[14] 晋超琼, 张葆, 李贤涛, 申帅, 朱枫. 基于扰动观测器的光电稳定平台摩擦补偿策略[J]. 吉林大学学报(工学版), 2017, 47(6): 1876-1885.
[15] 冯建鑫. 具有测量时滞的不确定系统的递推鲁棒滤波[J]. 吉林大学学报(工学版), 2017, 47(5): 1561-1567.
Viewed
Full text


Abstract

Cited
  Shared   
  Discussed   
[1] 朱剑峰, 林逸, 陈潇凯, 施国标. 汽车变速箱壳体结构拓扑优化设计[J]. 吉林大学学报(工学版), 2013, 43(03): 584 -589 .
[2] 周逢道, 王金玉, 唐红忠, 张赫, 周继瑜. 近地表电磁探测多频数字驱动信号产生技术[J]. 吉林大学学报(工学版), 2013, 43(03): 682 -687 .
[3] 欧阳继红, 王振鑫, 景黎. 扩展度量关系的9-交集模型[J]. 吉林大学学报(工学版), 2013, 43(03): 695 -700 .
[4] 郭铁梁, 赵旦峰, 杨大伟. 正交频分复用水声通信系统多普勒频移快速估计[J]. 吉林大学学报(工学版), 2013, 43(03): 813 -818 .
[5] 何耀, 刘兴涛, 张陈斌, 陈宗海. 基于动力电池组内阻模型的绝缘检测算法[J]. 吉林大学学报(工学版), 2013, 43(05): 1165 -1170 .
[6] 李志斌, 金茂菁, 刘攀, 徐铖铖. 提高高速公路通行效率的可变限速控制策略[J]. 吉林大学学报(工学版), 2013, 43(05): 1204 -1209 .
[7] 袁哲, 马文星, 刘春宝, 刘浩. 重型车开式液力减速器温度场分析[J]. 吉林大学学报(工学版), 2013, 43(05): 1271 -1275 .
[8] 隋洲, 蔡中义, 兰英武, 李明哲. 连续柔性成形三维曲面件的形状控制模型[J]. 吉林大学学报(工学版), 2013, 43(05): 1302 -1306 .
[9] 伍文, 孟相如, 刘芸江, 火兴林. 基于连续时间Markov的网络可生存性建模与量化[J]. 吉林大学学报(工学版), 2013, 43(05): 1395 -1400 .
[10] 杨兆升, 莫祥伦, 于尧, 张彪. 非常态下路段行程时间估计方法[J]. 吉林大学学报(工学版), 2013, 43(06): 1459 -1464 .
版权所有 © 《吉林大学学报(工学版)》编辑部
地址：长春市人民大街5988号　电话：+86-431-85095297　传真：+86-431-85094074　E-mail: xbgxb@jlu.edu.cn
本系统由北京玛格泰克科技发展有限公司设计开发