專利名稱：目標探測方法及相關設備的制作方法
技術領域：
本發明涉及目標檢測技術，具體涉及一種目標探測方法及相關設備。
背景技術：
目標檢測的應用非常廣泛，例如在入侵檢測、交通監控等領域的應用等。以入侵檢測、交通監控等應用為背景的目標探測問題是無線傳感器網絡中常見的多傳感器信號檢測問題。信號檢測是接收端對收到的受干擾信號利用統計推斷理論判斷信號存在性的過程， 需要通過對監控區域內布設單個或多個傳感器來判斷是否存在目標。其中，多類型傳感數據可以從不同角度描述物理世界，對同一場景多類型數據進行融合，從而得到對環境更為全面而有效的感知，因此多感知類型的傳感器節點構成的無線傳感器網絡所具備的檢測能力遠大于幾種感知類型單一的傳感器網絡的簡單疊加。現有的一種目標探測系統采用的是分布式檢測方式，每個探測節點都可以根據各自采集到的信號對目標的有無進行判斷，然后僅發送判斷結果(即二元檢測)給數據融合中心，數據融合中心再根據各個探測節點的檢測概率和虛警概率，以及各種數據融合算法對檢測目標的有無做最后的判決。其中，探測節點的判斷結果通過無線信道發送給數據融合中心。在現有的目標探測系統中，探測節點都是采用電池供電的，所有的探測節點都是采用固定的發送功率向數據融合中心發送判斷結果。在對現有技術的研究中，發明人發現，由于現有的目標探測系統中各個探測節點所處的環境不同，因此各個探測節點發送判斷結果的無線信道的無線信道系數也不同，而探測節點都是采用固定的發送功率向數據融合中心發送判斷結果，因此導致數據融合中心接收到的部分判斷結果可能并不是探測節點發送的判斷結果，從而導致在目標的有無時判斷錯誤，降低了目標探測系統的探測準確性。
發明內容
本發明實施例提供了目標探測方法及相關設備，可以提高目標探測系統的探測準確性。本發明實施例提供了一種目標探測方法，包括接收來自數據融合中心的發送功率值，所述發送功率值由所述數據融合中心根據無線信道系數計算獲得；判斷目標的有無，獲得判斷結果；使用所述發送功率值對應的發送功率，向所述數據融合中心發送所述判斷結果， 以使所述數據融合中心根據所述判斷結果對所述目標的有無做判決。本發明實施例還提供了一種目標探測方法，包括獲取第一探測節點的無線信道系數；使用所述無線信道系數計算所述第一探測節點對應的發送功率值；將所述發送功率值發送給所述第一探測節點；
接收所述第一探測節點使用所述發送功率值對應的發送功率發送的判斷結果；根據所述判斷結果對目標的有無做判決。本發明實施例還提供了一種探測節點，包括接收單元，用于接收來自數據融合中心的發送功率值，所述發送功率值由所述數據融合中心根據無線信道系數計算獲得；判斷單元，用于判斷目標的有無，獲得判斷結果；發送單元，用于使用所述接收單元接收的發送功率值對應的發送功率，向所述數據融合中心發送所述判斷單元獲得的判斷結果，以使所述數據融合中心根據所述判斷結果對所述目標的有無做判決。本發明實施例還提供了一種數據融合中心，包括獲取單元，用于獲取第一探測節點的無線信道系數；計算單元，用于使用所述獲取單元獲得的無線信道系數計算所述第一探測節點對應的發送功率值；發送單元，用于將所述計算單元計算得到的發送功率值發送給所述第一探測節點；接收單元，用于接收所述第一探測節點使用所述發送功率值對應的發送功率發送的判斷結果；判決單元，用于根據所述接收單元接收的判斷結果對目標的有無做判決。本發明實施例還提供了一種目標探測系統，包括本發明實施例提供的探測節點；和/或包括本發明實施例提供的數據融合中心。從本發明實施例提供的以上技術方案可以看出，由于本發明實施例中探測節點發送判斷結果使用的是數據融合中心根據無線信道系數計算獲得的發送功率值，由于該發送功率值是根據無線信道系數計算獲得的，因此該發送功率能夠很好地適應無線信道，使數據融合中心可以接收到的判斷結果的估計誤差減少，因此數據融合中心使用接收到的判斷結果做判決時能夠提高目標探測系統的探測準確性。
為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本發明一個實施例提供的目標探測系統的系統模型的結構圖；圖2為本發明一個實施例提供的目標探測方法的流程圖；圖3為本發明另一個實施例提供的目標探測方法的流程圖；圖4為本發明一個實施例提供的探測節點的結構圖；圖5為本發明一個實施例提供的數據融合中心的結構圖；圖6為本發明另一個實施例提供的數據融合中心的結構圖。
具體實施例方式
5
下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。先介紹本發明實施例提供的目標探測系統的系統模型，圖1描述了本發明實施例提供的目標探測系統的系統模型的結構，如圖1所示，目標探測系統的系統模型分為五個層次。(1)目標(Target)層，該層考慮目標檢測，即判斷目標的有與無，H1和H。。其中， 目標根據目標探測系統的不同而有不同，例如，該目標探測系統是交通監控系統時，目標可以是機動車等。(2)感知(knsing)層，K個探測節點隨機布設在目標事件可能發生的物理環境。 本發明實施例中，假定探測節點以二進制的調制方式表達各自的判斷結果，當判斷目標為有時，傳感節點發送uk = 1，否則發送uk = -1。由于各個探測節點根據地理位置和傳感機理的不同，具有不同的檢測概率Pdk和虛警概率Pfk，其中Pbk=IlHJ=PdkP[uk = 1|H0] = pfk (0. 1)如式(0. 1)所示，虛警概率描述的是沒有目標而僅有噪聲時，檢測觀測值超過預定門限的事件概率，而檢測概率是指信號疊加噪聲時，檢測觀測值超過預定門限的事件概率。在本發明實施例中，各個傳感節點可以采用時分或其他多址方式將判斷結果發送給數據融合中心。其中，多址方式下的觀測噪聲方差可能會有不同。(3)功率優化(Power Optimization)層，為更加有效地使用探測節點的能量，功率優化層用于優化各個傳感節點發送數據時的發送功率Pk。(4)無線信道衰落(Fading Channels)層，各個傳感節點以無線的方式將判斷結果Uk發送給數據融合中心。由于各個傳感節點間相隔一定距離，傳感節點和數據融合節點間的無線信道假定為獨立隨機瑞利過程，且為平坦慢衰落。第k個傳感節點判斷結果Uk經無線信道發送至數據融合中心輸出為
權利要求
1.一種目標探測方法，其特征在于，包括接收來自數據融合中心的發送功率值，所述發送功率值由所述數據融合中心根據無線信道系數計算獲得；判斷目標的有無，獲得判斷結果；使用所述發送功率值對應的發送功率，向所述數據融合中心發送所述判斷結果，以使所述數據融合中心根據所述判斷結果對所述目標的有無做判決。
2.一種目標探測方法，其特征在于，包括獲取第一探測節點的無線信道系數；使用所述無線信道系數計算所述第一探測節點對應的發送功率值；將所述發送功率值發送給所述第一探測節點；接收所述第一探測節點使用所述發送功率值對應的發送功率發送的判斷結果；根據所述判斷結果對目標的有無做判決。
3.如權利要求2所述的目標探測方法，其特征在于，所有探測節點的總的發送功率之和必須小于等于總功率；所述使用所述無線信道系數計算所述第一探測節點對應的發送功率值具體為使用所述總功率、所述無線信道系數計算所述第一探測節點對應的發送功率值。
4.如權利要求3所述的目標探測方法，其特征在于，其特征在于，所述第一探測節點對應的發送功率值具體采用下式計算5其中，Pk為第一探測節點對應的發送功率值，為所述總功率，Qk為第一探測節點對應的高斯白噪聲的方差的開方值，hk為第一探測節點的無線信道系數，K為探測節點的數量值。
5.如權利要求2所述的目標探測方法，其特征在于，所有探測節點的總的發送功率之和必須小于總功率，并且所有探測節點的發送功率必須小于各個探測節點的功率上限值， 所述各個探測節點的功率上限值之和大于所述總功率；所述使用所述無線信道系數計算所述第一探測節點對應的發送功率值具體為使用所述總功率、所述無線信道系數計算所述第一探測節點對應的發送功率值；如果計算得到的第一探測節點的發送功率值小于或等于所述第一探測節點的功率上限值，使用計算得到的發送功率值作為第一探測節點的發送功率值；如果計算得到的第一探測節點的發送功率值小于所述第一探測節點的功率上限值大于所述第一探測節點的功率上限值，使用所述第一探測節點的功率上限值作為第一探測節點的發送功率值。
6.如權利要求5所述的目標探測方法，其特征在于，其特征在于，所述第-應的發送功率值具體采用下式計算-探測節點對
7.一種探測節點，其特征在于，包括接收單元，用于接收來自數據融合中心的發送功率值，所述發送功率值由所述數據融合中心根據無線信道系數計算獲得；判斷單元，用于判斷目標的有無，獲得判斷結果；發送單元，用于使用所述接收單元接收的發送功率值對應的發送功率，向所述數據融合中心發送所述判斷單元獲得的判斷結果，以使所述數據融合中心根據所述判斷結果對所述目標的有無做判決。
8.一種數據融合中心，其特征在于，包括獲取單元，用于獲取第一探測節點的無線信道系數；計算單元，用于使用所述獲取單元獲得的無線信道系數計算所述第一探測節點對應的發送功率值；發送單元，用于將所述計算單元計算得到的發送功率值發送給所述第一探測節點；接收單元，用于接收所述第一探測節點使用所述發送功率值對應的發送功率發送的判斷結果；判決單元，用于根據所述接收單元接收的判斷結果對目標的有無做判決。
9.如權利要求8所述的數據融合中心，其特征在于，所述計算單元包括功率值計算單元，用于使用總功率以及所述獲取單元獲得的無線信道系數計算所述第一探測節點對應的發送功率值，所有探測節點的發送功率之和必須小于所述總功率；判斷單元，用于判斷所述功率值計算單元計算獲得的第一探測節點對應的發送功率值是否大于所述第一探測節點的功率上限值，各個探測節點的發送功率必須小于各個探測節點的功率上限值，各個探測節點的功率上限值之和大于所述總功率；功率值確定單元，用于在所述判斷單元判斷所述功率值計算單元計算獲得的第一探測節點對應的發送功率值小于或等于所述第一探測節點的功率上限值時，使用計算得到的發送功率值作為第一探測節點的發送功率值；在所述判斷單元判斷所述功率值計算單元計算獲得的第一探測節點對應的發送功率值大于所述第一探測節點的功率上限值時，使用所述第一探測節點的功率上限值作為第一探測節點的發送功率值。
10.一種目標探測系統，其特征在于，包括如權利要求7所述的探測節點；和/或包括如權利要求8或9所述的數據融合中心。
全文摘要
本發明涉及目標檢測技術，公開了一種目標探測方法及相關設備，其中一種目標探測方法包括接收來自數據融合中心的發送功率值，所述發送功率值由所述數據融合中心根據無線信道系數計算獲得；判斷目標的有無，獲得判斷結果；使用所述發送功率值對應的發送功率，向所述數據融合中心發送所述判斷結果，以使所述數據融合中心根據所述判斷結果對所述目標的有無做判決。使用本發明，可以提高目標探測系統的探測準確性。
文檔編號H04W24/00GK102572866SQ201010601839
公開日2012年7月11日 申請日期2010年12月22日 優先權日2010年12月22日
發明者嚴凱 申請人:中科院無錫高新微納傳感網工程技術研發中心, 無錫物聯網產業研究院