Multisensor track-to-track fusion for target tracking involves two primary operations: track association and estimation fusion. For estimation fusion, lossless measurement transformation of sensor measurements has been proposed for single target tracking. In this paper, we investigate track association which is a fundamental and important problem for multitarget tracking. First, since the optimal track association problem is a multi-dimensional assignment (MDA) problem, we demonstrate that MDA-based data association (with and without prior track information) using linear transformations of track measurements is lossless, and is equivalent to that using raw track measurements. Second, recent superior scalability and performance of belief propagation (BP) algorithms enable new real-time applications of multitarget tracking with resource-limited devices. Thus, we present a BP-based multisensor track association method with transformed measurements and show that it is equivalent to that with raw measurements. Third, considering communication constraints, it is more beneficial for local sensors to send in compressed data. Two analytical lossless transformations for track association are provided, and it is shown that their communication requirements from each sensor to the fusion center are less than those of fusion with raw track measurements. Numerical examples for tracking an unknown number of targets verify that track association with transformed track measurements has the same performance as that with raw measurements and requires fewer communication bandwidths.


翻译:多传感器的目标跟踪中,轨迹关联和状态融合是两个主要操作。针对状态融合,已有针对单目标跟踪的无损测量转换技术。本文研究了轨迹关联的问题,这是多目标跟踪的基本问题,也是重要问题。首先,由于最优轨迹关联问题是多维分配(MDA)问题,我们演示了基于线性变换的轨迹关联,无论是否具有先前的轨迹信息,都是无损的,并且等效于使用原始轨迹测量。其次,最近提出了一种拥有良好扩展性和性能的置信传播(BP)算法可以使用资源受限的设备进行新的实时多目标跟踪应用。因此,我们提出一种使用转换测量的BP多传感器轨迹关联方法,并证明它与使用原始测量的方法是等效的。第三,考虑到通信约束,当地传感器将发送压缩数据更为有利。我们提供了两种解决轨迹关联的分析技术,并证明它们相对于与原始轨迹测量融合相比,其从每个传感器到融合中心的通信需求更少。跟踪未知数量的目标的数值例子证明了转换轨迹测量的轨迹关联与使用原始轨迹测量的方法有相同的性能,并且需要更少的通信带宽。

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