面向目标跟踪的传感器调度技术研究

安 雷,吉 兵,李召瑞

(陆军工程大学石家庄校区,河北 石家庄 050051)

随着合成孔径雷达、相控阵雷达、敌我识别器、前视红外雷达、电子支持测量等先进传感器在军事领域的大量应用,如何有效提高传感器利用效率,实现对传感器的快速、自动管理,实现对观测数据的高效集成和处理成为了传感器管理和传感器调度研究的热点。传感器调度作为传感器管理的一个重要组成部分,指在确定的时间区间内,在遵循各类约束条件的前提下,根据传感器资源可用情况和目标探测需求,为各探测目标分配适当的传感器资源和探测时间区间,生成每个传感器在该时间区间内的工作计划,从而达到某项或某些指标的综合最优。传感器管理研究主要关注的是优化方法、制定策略,与控制论、统计学、信息论、信号处理等学科密切相关[1],相比之下,传感器调度则更偏向于对传感器每一时刻状态的管理和控制,例如控制传感器定时开关机、按照既定策略选择工作模式、根据目标运动状态确定机动方向等。

1 部分可观马尔可夫决策过程

结合已有文献,可以将传感器调度简要描述为一个决策过程，即以雷达等为终端的传感器系统在一定的约束条件下,依据k时刻追踪目标所得到的测量信息zk,制定传感器下一步控制动作,以达到使回报期望最大化或风险函数最小化的目的。这个过程实际上就是马尔可夫决策过程(Markov Decision Process,MDP)[2],这里假设了k+1时刻传感器的控制动作仅由k时刻对跟踪目标的观测值zk决定,而且所跟踪目标的状态是完全可以被传感器观测到的。……