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:多传感器航迹关联需要进行两个主要操作:航迹关联和估计融合。在估计融合方面,已经提出了针对单目标跟踪的无损测量变换方法。本文研究了航迹关联,这是多目标跟踪的基本而重要的问题。首先,由于最优航迹关联问题是一个多维分配(MDA)问题,我们证明基于线性变换的航迹测量的MDA数据关联(带和不带先前的航迹信息)是无损的,并且与使用原始航迹测量是等效的。其次,最近置信传播(BP)算法的出色可扩展性和性能使得新的实时多目标跟踪应用成为可能。因此,我们提出了一种基于置信传播的多传感器航迹关联方法,使用转换后的测量值,并且证明了它与使用原始测量值等效。第三,考虑通信约束,本地传感器发送压缩数据更为有益。本文提供了两种航迹关联的解析无损变换,并表明它们从每个传感器到融合中心的通信需求少于使用原始航迹测量的融合。跟踪未知数目的目标的数值实例验证了使用转换后的跟踪测量的航迹关联具有与使用原始测量相同的性能,并且需要更少的通信带宽。

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