信息融合.docx

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信息融合

信息融合

1.简介：

视频监控毫无疑问是一个强大的视频监控公共安全和安全的工具。

此外,随着日益增长的机场的安全需要[1]，海洋环境（2、3），铁路、地面[4]，以及其他重要的环境。

视频监控的需求正在日益增长。

典型的例子是商业监视系统DETEC[9]、[10]，他们通常是基于运动探测器，选择数字存储的测定事件（输入图像和记时元数据）。

其他的视频监控系统（如道路交通、港口、铁路）,看[2、5、8、11、12]。

许多这类系统中需要一个广泛的地理分布,称为相机管理和数据通信。

通过这种方式,[5]结合现有交通监控系统提出了基于网络的智能相机。

术语“智能相机”通常被用来指一个具有处理能力的照相机。

视觉传感器网是基于空间分布的多传感器环境。

他们对所提出的监控挑战产生兴趣。

这些挑战关系到用数据融合技术来处理所收集的信息共享的不同类型的传感器[14],[15]通信方面,通信安全[15]和传感器管理。

这些新系统被称为“第三代监控系统”，他们会提供高度自动化的信息,以及报警和紧急情况管理。

PRISMATICA[4]就是这样的一个系统，它由一个网络的智能装置传感器输入过程组成，这些设备从一个中央服务器的模块中发送和接收信息，服务器模块坐标装置的活动、档案/获取数据和通过操作员提供界面。

一个监控系统的设计没有服务器来避免集中化在[16]有说明，所有的独立的子系统是完全独立的,被建立在一个没有互相共享的通信平台，在虚拟存储存取方法（VSAM）项目的一部分。

在[16]提出了一种多幅相机监控系统意为创造一个网络的智能相机”独立和自主视觉模块，上面所描述的监视系统利用了低成本的高性能处理器和多媒体通信。

然而它们不能为临时组织为研究智能相机合作的课题，例如从相机中融合信息作出解释。

在本文中，我们被称作在动态联盟中代理结合的临时组织。

代理可能需要配合以达到更好、更精确的性能，或者需要原本没有的能力。

这种融合通过组建一个融合中心的代理产生，协作意味着数据共享和解决冲突。

当前的研究专注于发展由单目摄像机网络、立体的,静态的或PTZ（掀动/缩放）组成的监控系统，在融合中，多个摄像机视图（无论是在共享或平面领域）只有空间和时间一致才能被维持。

偏差可能导致错误的警报和副作用影响。

[13]的作者开发了一种新颖的多智能体框架用于协商camera-agents形成视觉传感器网络，在这个框架里，每个相机被一个称作surveillance-sensor代理的软件代表和管理。

一个代理软件[18]是一个有几个特征的计算过程：

（1）反应性”（代理人就能够感知并应对环境的变化），

（2）“交际能力”（通过代理干扰其他的机构），（3）“主动性”（通过代理行为通过一个目标导向的方式）监视传感器，代理位于同一水平（传感器层），并据此可以执行监测传感器之间的协调代理商。

每个传感器监视代理只知道的一部分信息（部分由于其有限的领域的知识（FOV）），并作出决定，这个约束。

在DISTRIB-utedness支持这种类型的系统监测传感器代理商的积极性，其中所需的合作代理商来完成监视和辩护veillance传感器代理。

由内部产生的情报象征性的监测传感器代理模型是基于1deliberaTION对外界的状态（包括其过去的演化TION），并有可能在未来采取地方行动。

“建筑用[13]中描述的行为监测传感器代理商的信念–要求-意图（BDI）模型[19]。

在本文中，我们扩大合作监视多Agent系统（CS-MAS），[13]提出的架构。

这个建筑是一个自治代理工作的逻辑框架在传感器网络环境中，它使用BDI模型。

这几种类型的代理人组成：

监视传感器代理，控制特定的传感器融合中心，具有全球视野的监控环境;界面剂，这是输入/输出系统的监控温度;录像机代理，负责记录的是从一个SPEcific数字录像机（DVR）设备[20]等的融合中心代理，拥有全球视野的监控环境。

此外，它是负责建立本地的融合剂的coali。

TION。

创建的标准是：

预测超过监控传感器之间的代理，附近的检测的痕迹。

每个代理都有不同的能力，具体的监督任务。

监视传感器代理的情况下，例如，其能力将取决于传感器的类型，一般能力ities的一个通用代理。

然后，该联盟的概念出现一组自治代理时选择一起工作温度porarily实现一个共同的目标。

联盟建设进程被称为联盟形成（CF），并已在[21-24]进行研究，虽然有监视系统几个工程TEMS[20]。

形成一个联盟，在特定时间点实现特定的任务，当这个任务完成联盟中断。

图1，监测系统的说明部署MENT与重叠FoVs。

这些重叠领域可能为了得到更准确的结果，并联合开发保证在全球领域实现协调一致的监控。

跟踪监测传感器代理实现的算法有运动检测错误处理和复杂的对象相互作用操作（合并，吸收，分段存储等）。

新的融合剂代理相结合的个人推断的信息监视传感器代理商最大化的最终信息。

在这个例子中，融合中心代理将创建预测对象将进入多个传感器共同的区域（S1，，S2，S3）。

然后是动态创建的，当地的融合剂。

LOCAL融合代理注册和融合的信息数据，从监测传感器已加入该联盟的代理商。

这项工作的主要贡献是：

（1）描述的软件架构能够形成视觉传感器网络中的动态联盟，

（2）（3）一般的联盟形成框架的介绍，最后一个例子插图一联盟形成过程中一个特定的监测任务：

数据融合的跟踪监视传感器代理商之间的重叠领域。

第2节给出了一个合作监测多代理体系结构的简要说明。

第3节正式描述的架构和联盟的形成机制。

在第4节中，我们详细介绍了数据融合的联盟形成过程。

第5节介绍联盟成立时，跟踪感兴趣的对象，融合的过程。

然后，我们说明了我们的扩展CS-MAS的一个示例场景的融合能力，并评估其协调的跟踪性能。

最后，我们总结一些结论和今后的工作。

2。

合作监测Multi-Agent的体系结构

2.1概览

下一步，我们给予简要介绍了不同类型的自主代理的多代理系统（见图2）：

监测传感器剂：

跟踪当地FOV内的所有目标和数据传送到融合中心代理。

它也将信息发送到上下文代理。

协调与其他融合，以提高监测质量。

它起着不同的角色（个性化剂，物体识别剂，面部识别剂），每个都有不同的具体capabilities.The作用可能会改变，但它只能发挥一次作用。

中心融合剂：

整合相关监视传感器代理发送的信息。

分析了形势，以资源管理和协调的图。

1。

监控系统的部署与重叠区的一个例子

图1.监控系统的部署与重叠区的一个例子。

S1，S2和S3的传感器，可以形成一个联盟，以监察重叠区

本剂具有全球视野被所有的监视传感器监测环境。

它是在建立动态联盟的的监视传感器使用的上下文信息和预测某些情况下，需要合作的融合过程中的代理费​​。

当地融合剂：

它是动态创建融合中心代理和保险丝在联合监测传感器代理提供的资料数据。

联盟是指暂时在一起工作组自治代理。

录像机代理：

这种类型的代理属于特定相机与录音功能[20]。

策划代理：

它有一个整个场景一般视力。

它的目标和形势的推论。

上下文代理：

它提供监视上下文相关的信息。

该代理表示不同的监视传感器代理之间的语义距离。

语义距离意味着，尽管在两个摄像头之间的物理距离，他们正在监视同一场景，也许是相同的目标。

上下文代理信息存储静态对象，可能会引发部分遮挡的跟踪目标，但它也存储现场的动态信息（即卡车阻断目标）[25]

接口代理：

多代理系统的输入/输出代理接口。

它提供了一个图形用户界面，显示正在跟踪目标的演变。

图2。

在CS-MAS的不同类型的代理

图3描绘了新的CS-MAS的架构。

它有三个层次：

（1）传感器层

（2）当地融合层（3）融合中心层。

在传感器层，每个传感器控制由自治代理。

在这个层面上，自治代理可以与其他代理商合作（通过动态联盟）使用其他代理的能力和执行任务，他们是无法单独实现[13]或证明后，这种能力的提高。

在本文中，我们发展的CS-MAS的架构在当地融合层。

这一层包括一个新的动态当地融合剂。

本剂是融合多个传感器代理的数据与具体的目标，实现更好的性能或具体监督任务的准确性负责。

当地的融合剂是动态创建的融合中心代理，因为我们在本文的后面显示。

最后，融合中心层组成的，具有全球视野的监控环境的融合中心代理。

在视频监控系统，轨迹跟踪识别单个对象和保持他们图的临时历史。

3。

CS-MAS逻辑层。

在传感器层，C1，C2和C3的传感器监控能力，记忆是代理的代理人后联合层的知识，描绘了三个监视传感器代理商一起工作的一个例子。

在保护区的演变。

我们表明，CS-MAS的架构如何从邻近几个代理监视传感器演变（视觉传感器网络摄像机代理），这是提高数据融合的轨迹跟踪。

所有的传感器有一个共同的目标，形成邻里，邻里是集传感器，可以形成一个联盟。

融合中心代理的目的之一是为了保证在整个地区成功地跟踪感兴趣的对象，保证连续性和无缝过渡。

此外，合作跟踪解决跟踪问题提出具体的传感器监控代理（如误报，数据的不确定性）

2.2BDI的描述

为了实现合理的行动，BDI模型[19]是一个内部的情况和精神状态，信念，愿望和意图的形式表示。

每个代理都有其自己的一套信念，愿望和意图。

代理在任何特定时间的状态，是一个三分贝;D组;ITH，其中B＃信念＃欲望，我＃意向。

自治区的代理商合作，为改善当地信息的目的，并通过消息交换实现合作。

目前，我们不使用任何本体，为自治区代理之间交换的信息。

然而，每封邮件的内容是一个Java类，介绍了信息的具体实施。

因此，代理交换信息，使用的Java类和FIPA的标准消息的实例。

重点监测传感器代理，CS-MAS的建立的信念，愿望和意图。

2.2.1可信赖

传感器监视代理的信念应该代表对外界的信息，如被跟踪的对象，其他已知的自治代理语义关闭和他们的执行状态，和地理信息，包括位置，大小和轨迹跟踪对象，其他位置可能需要特别注意的元素，如门窗，也障碍可以阻挡的利益目标（egtables，壁橱）。

另一方面，监视传感器代理代表代理自己的信仰和邻近的代理能力。

2.2.2需求

监视传感器代理的最终目标是要正确地追踪移动的物体：

长期监视和跟踪临时监视传感器代理有两个主要的需求。

相应的监控计划是：

监测传感器代理永久从相机捕获的图像，直到检测到入侵者（或由预警宣布从另一个监视传感器代理）。

另一方面，一些事件开始跟踪计划（相机/警告从另一个代理），和内部运行上从相机拍摄的图像跟踪的跟踪过程，直到不再可能。

此外，它具有与其他代理商合作的愿望和纠正信息的反馈信息。

2.2.3意图

意图是代理选择在任何时间，以实现其愿望的基本步骤。

有两个基本的意图：

内部和外部的行动。

对外行动通讯行为与其他自治代理，实施不同的对应合作的对话，而内部行动涉及跟踪系统，甚至相机命令。

对大多数实施的BDI系统的基础是Rao和Georgeff[26]提出的抽象解释。

虽然许多特设实现这一解释，如dMARS[27]，已应用于多个领域，在最近发布JADEX[28]有一个快速的吸收。

JADEX是JADE[29]的扩展，这有利于FIPA的代理人之间的通信，并广泛用于实现智能软件代理。

我们选择的基本框架，开发CS-MAS的JADEX。

3．CS-MAS的正式表述

下一步，我们提出了一个信念，愿望和意图形成联盟的建议和协调监测传感器代理，融合中心代理和当地融合剂之间的关系的正式表述。

设n为代表的多代理系统，一个自治代理的集数A¼fA1;A2;...;Ang.

每个代理Ai有m个可能的功能集C¼fC1;C2;...;Cmg.在监控系统中，这种能力包括，例如，跟踪能力，事件识别能力，记录能力，预测能力，融合能力，等等。

如果，我们particularize多代理我们的监控系统，S是一套自主监测传感器代理S¼fS1;S2;...;Sng.

对于每个监测传感器代理的CS-MAS的框架，信仰代表了自身的能力，邻近的监视传感器代理商的能力和其传感器收集环境信息的知识。

让Hi作为邻里去监视代理Si，ðHi#SÞ^ðHi–;Þ

代理Si是所有其他传感器监视代理共享视野，并可以申请相同的功能时（即跟踪同一目标）。

监测传感器的代理商之间的距离是一个语义距离。

例如，如果两个传感器监测代理监测同一场景，但一个有遮挡的目标（i.ezz追踪相同的代理），在同一时间。

他们是无限的。

因此，是动态的，它不完全定义，直到联盟正在形成，当所有的代理商确认，他们是可以申请一个共同的能力，以相同的对象。

我们可以代表每个传感器监视代理的信念8i:

Si2S,as.

8iÁðBelSifO1ðtÞ;...OnðtÞgÞ,目前代理人在时间t的环境监测传感器的信息。

环境信息是指被测物体（轨道）的列表，每个轨道监视传感器代理的信念是：

位置，大小，速度等

8iÁðBelSiCiÞ,关于自身能力的知识。

8iÁðBelAS8j2HiÁðBelSjCjÞ.监测传感器的代理Si知悉其邻近的监视传感器代理能力。

融合中心代理的信仰，可以表示为：

8iÁðBelSifO1ðtÞ;...;OnðtÞgÞ.融合中心代理接收所有在环境监测传感器代理正在监视的轨道。

因此，本剂具有全球视野的知识。

8iÁðBelSiContextðÞÞ每个传感器监视代理的上下文信息，这是用来推断形成联盟的情况。

让k是平等的，在任何一个时间和F当地融合剂在多Agent系统是一套自治地方的融合剂F¼fF1;F2;...;Fkg,then8kÁðBel8Si2CoalitionðFkÞÞ融合中心代理，知道代理监视传感器在联盟参与融合的目的。

8iÁðBelSiCapabilitiesðÞÞ融合中心代理都知道在CS-MAS.It的所有传感器监视代理的能力，也知道每个代理的邻里。

定义是基于语义的距离，而不是每个传感器之间的物理距离。

因此，每个代理的邻居都在监控系统的设计定义。

我们可以代表每个地方的融合剂的信念：

让Di是由当地融合剂F正在融合的传感器监视代理群，其中ðDi#SÞ^

ðDi–;Þ,then8iÁðBelFi8j2DiÁðBelSjfO1ðtÞ;...OnðtÞgÞ所有地方的融合剂知道的监视传感器正在融合代理商的轨道信息。

所有本地的融合剂知道的监视传感器正在融合代理商的轨道信息。

3.1在CS-MAS代理的定义

暂时，自治区的代理商都能够共同努力，形成了与周边代理商的组合作行动，并实现他们的共同目标。

在这一合作机制的CS-MAS的架构，是联盟的形成。

mat过程联盟发起的融合中心代理。

该代理检测，以形成一个联合的必要性。

在数据融合的背景下，联盟动态创建在临时组监测传感器一起工作的代理层。

当融合中心代理检测跟踪过程或对象时，可以由两个或两个以上的代理商跟踪偏差，当地的融合剂是动态创建的融合中心代理，设O是在时间t的目标集：

O¼Ot1;Ot2;...;Otj.定义1,适用于ðSi;Cl;OÞ.这是一个功能，适用于监控传感器代理我在时间t的目标Ø集。

适用于：

SiÂClÂOtj!

定义二，在时间t的联盟Wi¼hCoi;Cl;Oi,，COI＃A，因此，代理商在联盟的Wi组共同努力，暂时相同的一组目标（O）的具体行动。

在这个层面上，欲望捕获的代理人的动机，每个传感器监视代理的最终目标是其环境的长期监控。

所以，我们的监测传感器代理的愿望是：

8iÁðDesSiSurveillanceðOkÞÞ.

融合中心代理的愿望是：

（1）获得了全球视野和所有被跟踪的对象

（2）形成动态联盟：

8iÁðDesIaiIntegrateDataðOkÞÞ

8iÁðDesIaiMakeCoalitionsðWiÞÞ

当地的融合剂的愿望是：

（1）检查提供的信息的一致性，

（2）计算时间，空间排列更正（登记）（3）参与监测传感器的代理收到的信息融合联盟：

8iÁðDesFiConsistencyCheckingðOkÞÞ

8iÁðDesFiRegistrationðOkÞÞ

8iÁðDesFiFuseDataðOkÞÞ.数据融合后，轨到轨协会（匹配相同的轨道，从不同的职业进行监督传感器代理）和载体结合。

意图是代理选择的基本步骤，以实现其欲望。

监视传感器代理的意图是：

监测传感器代理Si的意图是接受，形成了与其他监控代理SJ联盟涉及的目标确定在时间t的一套以应用能力CL。

触发此打算接受联盟的消息，这是在3.2节中所述。

8iÁIntSi9j2HiÁDenyCoalitionSj;Otk;Cl，监视传感器Si的意图是拒绝，形成一个联盟，与其他传感器监视代理SJ涉及在时间t的目标确定在以应用能力CL。

这一意图触发拒绝联盟的消息，这是在3.2节中所述。

8iÁIntSiLeaveCoalitionSi;Otk;ClÞ,Si进行监督传感器代理的意图是在时间t的目标“确定”和“能力CL离开联盟。

这一意图触发取消联盟的消息。

9iÁðIntSiTrackingðOkÞÞ,在多代理系统的跟踪能力存在至少一个监测传感器的代理。

9iÁðIntSiRecognitionðOkÞÞ,存在至少一个监测传感器代理与多代理系统的识别能力。

8iÁðIntSiProjectionÞ,监测传感器的代理商有投射能力。

这种能力，预计本地的跟踪

i2WiÁIntSiÁSendTargetInfoFj;Otk;Çl参与联合进行监督传感器的代理，可以传达在时间t的目标确定有关的信息向当地的融合剂FJ。

这一意图触发的信息联盟的消息，这是在3.2节中所述。

8iÁIntSiÁSendTargetInfoFc;Otk;Cl,所有的监视传感器的代理，可以从CL应用到目标确定在时间t的融合中心代理FC的能力传达的信息。

例如，如果跟踪监测传感器的代理，它发送跟踪信息融合中心代理。

因此，融合中心代理有一个被所有的监视传感器代理执行跟踪的全球视野。

另一方面，融合中心代理意向：

意向融合中心代理IAI是要形成一个联盟进行监督传感器代理SJ属于HJ和涉及在时间t的目标确定在以应用能力CL。

例如，在本文中，我们应用的融合能力的联盟形成过程，但联盟可以实现不同的目的。

这一意向，涉及到当地的融合剂在系统中创建，如果成功的呼叫联盟消息。

8iÁIntIai8j2HjÁAskForCoalitionSj;Otk;Cl,融合中心代理IAI打算问SJ属于HJ和涉及在时间t的目标确定，形成一个联盟，以应用能力CL的​​传感器监视代理。

发送此打算，目的是形成呼叫消息联盟。

8iÁIntIai8j2HjÁReAskForCoalitionSj;Otk;Cl,融合中心代理IAI打算问SJ属于HJ和涉及在时间t的目标确定，形成一个联盟，以便再次应用能力CL的​​传感器监视代理。

本意向涉及重复联盟形成过程中，由于传感器监控代理可以拒绝。

如果DenyCoalition（）收到消息，融合中心代理重复延迟后（即再次呼叫联盟消息发送）的过程。

8iÁIntIai8j2WjÁCreateFusionAgentSj;Otk;FusionCapability，融合中心代理IAI打算创建一个本地的融合剂，从监测的信息融合–8iÁIntIai8j2WjÁDestroyCoalitionSj;Otk;Cl,融合中心代理IAI的目的是要摧毁SJ属于WJ和涉及在时间t的目标确定在以应用能力CL与监视传感器代理联盟。

在本文中，只有一个监测传感器的代理，参与一个联盟，该联盟，因此当地的融合剂时，有被摧毁。

当地融合剂在F的意图是相似的，但有些重要的意图是：

接收和融合，从信息监测传感器的代理，属于同一联盟的有关目标确定在SJ的意图8iÁIntFi8j2WjÁInformBrokenCoalitionSj;Otk;Cl,意向通知监视传感器剂SJ联盟已经折断。

这一意图也被用来告知融合中心联盟被打破，所有地方的融合剂有意向检查所有参与联盟为一个特定的能力ðWjÞ代理监视传感器的一致性8iÁIntFi8j2WjÁRegistrationSj;Otk;Cl,所有本地的融合剂有意向登记的所有监视传感器8iÁIntFi8j2WjÁTrackToTrackAssociationSj;Otk,所有本地的融合剂有意向开展轨道跟踪进行监督收到的轨道之间的关联8iÁIntFi8j2WjÁSendFeedbackInfoSj;Otk;Cl,打算派遣能力在联盟在联盟WJ每个传感器监视代理SJ其他代理人的准确性反馈有关信息。

3.2联盟形成的协议

在[30]中，笔者认为，在合作过程中解决问题的第一步开始时，一些代理人承认合作行动的潜力。

在CS-MAS的开始，当融合中心代理检测需要结成联盟。

因此，融合中心代理联盟的发起者。

联盟的形成和数据融合的需求都集中在融合中心代理。

这是承认的潜力，为形成联盟，以个别传感器监视代理，相邻覆盖区的手接管，并根据上下文的情况下事件的跟踪偏差负责。

在开始的合作将只存在于融合中心代理，启动过程中的心理状态，我们呼吁承认这种合作：

9FcÁBelFc9j2HjÁBelAj另一个代理AJMakeCoalition存在，并可能形成在时间t和应用能力Çl.Then融合中心代理FC发送到其他代理人一组消息的目标霍Ğ组联盟（与另一代理艾）（他们都在同区附近），AJ在这种情况下，为了成功地结成联盟。

由确保联盟的意图和邻里的概念（代理人由一个小的语义距离分隔），每封邮件的发送。

调用的联盟。

ÀÀÀÀÁÁ

ÀÀÀÁÁÁÁÁ

其中MC代表为MakeCoalition行动。

CFP（呼叫建议）是用来检查代理人的可用性执行MakeCoalition行动，（FIPA的交际法库规范[31]）查询号是由一个称为对象要求另一个代理的行动参照表达。

ref是参照的表达，这种情况下，适用于特定的能力，在时间tAJOTKCL特定对象。

完成指示行动，在这种情况下形成的联盟，已采取。

表示执行一个action.We假设，所有的监视传感器代理人要求执行联盟的形成是相互一致的意向。

例如，如果FC联盟之间的中一问，S2和S3的，他们都必须是能够结成联盟。

因此，融合中心代理必须有一个表，其中包含联盟形成的所有可能的选择。

这些消息符合FIPA的标准，增加了表演每个交际行为。

当代理AJ收到的消息，有两种可能性：

接受或拒绝该联盟的建议。

在接受联盟的消息被发送由AcceptCoalition意向和拒绝由DenyCoalition意向的联盟。

接受MCMakeCoalition行动联盟。

接受建议是通用接受一个以前提交（通常是通过1提出的行为），在这种情况下，MakeCoalition行动的建议。

代理发送接受DAJTH通知接收ðFcÞ，它打算接收代理执行（在未来的某个点）的行动ðMCÞ，尽快为给定的前提条件是/DAJ;OTK;CL.

ÀÀÁÁ

D

Aj;informFc;:

IAjDoneAj;MC;/Aj;Otk;CL代理AJ通知代理Fc的，因为命题Ç;AJ打算执行的先决条件/DAJMakeCoalition行动;OTK，Cl个Fc的。

自治区的代理的一个后果是，联盟的形成过程可能会失败。

如果所涉及的监测传感器代理发送拒绝联盟消息（必