信息物理融合系统移动目标跟踪关键技术研究

Cyber-physical systems(CPS)are intelligent systems integrated with computing techniques,communication techniques, sensing techniques and control techniques, which have bright future in applications. Moving target tracking is a basic function of CPS. However, the characteristics and challenge problems of CPS make it impossible to apply the existing tracking techniques into CPS. We aim to study the key techniques of target tracking in CPS and propose a set of theories and techniques of target tracking in CPS with guarantee of real-time, reliability and low cost. We will propose signal procesing and information quality aware sensed data acquisition technique, multi-modal information extraction and fusing algorithm, uncertain sensed data processing algorithm, real-time and reliable information transmission algorithm, target identification algorithm, target trajectory calculation algorithm, target trajectory mining theory and technique. Based on these theories and techniques, a target tracking system in CPS is developed to validate the efficiency of proposed theories and techniques.

信息物理融合系统（CPS）是一个集计算、通信、感知和控制技术为一体的新型智能系统，它实现了信息世界与物理世界的紧密融合，具有广泛的应用前景。移动目标跟踪是CPS的一项基本功能。由于CPS自身特点及其挑战性问题的限制，现有目标跟踪技术无法应用到CPS中。本项目拟对CPS移动目标跟踪关键技术进行深入研究，在符合应用需求的前提下，以实时、可靠、高精度和低能耗为目标，提出一整套适合CPS特点的移动目标跟踪的理论和技术。我们将提出移动目标信号处理技术和具有质量保证的感知数据获取方法、多模态目标信息的提取和融合算法、目标感知数据的不确定处理方法、移动目标信息在CPS复杂通信网络实时可靠传输的理论和算法、多模态数据描述的移动目标识别算法、基于多模态数据的移动目标轨迹估算、移动目标轨迹挖掘理论和技术。基于上述阶段性研究成果，开发CPS目标跟踪原型系统，验证算法的正确性和有效性。

本项目集中研究了信息物理融合系统移动目标跟踪的理论、技术和方法，提出了移动目标发现、移动目标信息获取、移动目标信息传输、移动目标定位和移动目标信息处理的理论和算法等，研制一个移动目标跟踪系统原型，并在实践中验证研究成果的正确性。本项目研究提出一整套有关信息物理融合系统移动目标跟踪的理论、技术和方法，取得了一系列研究成果，具有重要学术意义。本项目的研究成果在在军事国防、环境监测、灾难预报、智能交通和其他基于定位的服务等实际领域具有广阔的应用前景。