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퍼지 뉴럴 네트워크 기반 다중모델 기법 추적 시스템
A Fuzzy-Neural Network-Based IMM Method Tracking System 원문보기

퍼지 및 지능시스템학회 논문지 = Journal of fuzzy logic and intelligent systems, v.16 no.4, 2006년, pp.472 - 478  

손현승 (연세대학교 전기전자공학과) ,  주영훈 (군산대학교 전자정보공학부) ,  박진배 (연세대학교 전기전자공학과)

초록
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본 논문에서는 기동표적의 추적에 대한 새로운 퍼지 뉴럴 네트워크 기반의 다중모델 기법을 소개한다. 표적의 가속도를 효과적으로 다루기 위하여, 이 논문에서는 표적의 가속도를 시변 변수인 표적의 추가적인 잡음으로 두고 각각의 가속도 간격의 정도에 따라 얻어지는 모든 잡음에 대한 변수에 의해 각각의 하부 모델들을 특성화시켰다. 모르는 가속도에 따른 시변 변수를 적응적으로 어립잡기는 어렵기 때문에 정밀한 계산을 위하여 퍼지 뉴럴 네트워크가 이용되었다. 퍼지 뉴럴 네트워크의 동정을 위해서는 오차 역전파 학습법을 사용하였다. 그리고 제안된 알고리즘의 수행 가능성을 보여주기 위하여 몇 가지 예를 제시하였다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

This paper presents a new fuzzy-neural-network based interacting multiple model (FNNBIMM) algorithm for tracking a maneuvering target. To effectively handle the unknown target acceleration, this paper regards it as additional noise, time-varying variance to target model. Each sub model characterized...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 논문에서는 기동표적을 효과적으로 추적하기 위해 퍼지 뉴럴네트워크를 이용한 상호작용 다중 모델 기법을 제안하였다. 본 논문이 제안한 가장 큰 원인은 실기동 중 추적이라는 것에 그 의미가 있다.
  • 본 논문에서는 실제 표적이 기동 중인 상황에서 자료의 수집과 함께 학습을 이루어 나가면서 동시에 추적의 효과를 나타낼 수 있는 모델을 제시하고자 한다. 제안된 방법은 먼저 수학적으로 증명된 칼만 필터를 사용한 표적 추적 시스템에 퍼지 신경망의 학습인 오차 역전파 학습법 (error back-propagation method)을 이용하여 각종 파라미터를 조정하고 이러한 방법에 의해 이루어진 하나의 시스템을 적응 상호작용 다중모델 기법 (AIMM ■- interacting multiple model)의 부-모델(sub-model)로 설정한다.
  • 이 절에서는 가상표적을 설정한 모의실험을 통하여 제안된 방법의 성능이 적절히 표현되는지를 확인하고 기존의 모델과 비교확인을 통하여 성능의 차이를 알아보고자 한다.
  • 03km/secM 가속도 입력에 의한 속도 상승 구간이다. 이렇게 실제 기동 표적과 기존에 알려져 있는 상호작용 다중모델 기법에 의한 추적, 제안된 퍼지 뉴럴 네트워크 기반의 다중모델 기법의 추적 값을 비교하면서 본 논문에서 제안된 기법의 성능을 판단하고자 한다.

가설 설정

  • 잡음이다. s(/c) 와 0(&)는 각각 분산 q와 T을 가지는 영 평균 가우시안 백색 잡음이고, 두 잡음들 사이의 상관관계는 영으로 가정한다.
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참고문헌 (11)

  1. Singer, R. A.: 'Estimating optimal tracking filter performance for manned maneuvering targets', IEEE Trans. Aero. Electron. Sys., AES-6, (4), pp. 473-483, 1970 

  2. Blom, H. A. P., and Bar-Shalom, Y.: 'The interacting multiple model algorithm for systems with a jump-linear smoothing application', IEEE Trans. Autom. Control, AC-33, (8), pp. 780-783, 1988 

  3. Bar-Shalom, Y., Chan, K. C., and Blom, H.A.P.: 'Tracking a maneuvering target using input estimation versus the interacting multiple model algorithm', IEEE Trans. Aero. Electron. Sys., AES-25, (2), pp. 296-300, 1989 

  4. I. A. Gura, 'Extension of Linear Estimation Technique to Nonlinear Problem', Jour. of Astronomical Science, Vol. 4, pp. 194-205, 1968 

  5. Y. T. Chan, A. G. C. Hu and J. B. Plant, 'A Kalman Filter Based Tracking Scheme with Input Estimation', IEEE Trans. on Aero. and Electro. sys., Vol. AES-15, No.2, pp. 237-244, 1979 

  6. Y. T. Chan, J. B. Plant, and J. R. T. Bottomley, 'A Kalman Tracker with a Simple Input Estimator', IEEE Trans. on Aero. and Electro. sys., Vol. AES-18, No.2, pp. 235-241, 1992 

  7. K. C. C. Chan, H. Leung, and V. Lee, 'Maneuvering Target Tracking Using Fuzzy Logic', IEEE Trans. on Aero. and Electro. sys., Vol. AES-28, No.5, pp. 782-792, 1997 

  8. T. H. S. Li, 'Estimation of one-Dimensional Radar Tracking via Fuzzy-Kalman Filter', IECON' 93, . pp. 2384-2388, 1993 

  9. C. G. Moore and C. J. Harris, 'Aspects of Fuzzy Control and Estimation', Advances in Intelligent Control, pp. 201-242, 1994 

  10. B. J. Lee, J. B. Park, H. J. Lee and Y. H. Joo, 'Fuzzy-Logic-Based IMM Algorithm for Tracking a Maneuvering Target', IEE Proc. Radar, Sonar and Nav. Vol. 152 pp.16-22, 2005 

  11. A. Munir and D. P. Atherton, 'Adaptive interacting multiple model algorithm for tracking a maneuvering target', IEE Proc. of Radar Sonar and Nav. Vol 142, No.1, pp. 11-17, 1995 

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