第 27 卷 第 6 期
Vol. 27 No. 6
控 制 与 决 策
Control and Decision
2012 年 6 月
Jun. 2012
二进制检测声音传感器网络协作检测效能研究
文章编号: 1001-0920 (2012) 06-0945-04
刘 忠
1
, 罗 浩
1,2
, 薛 锋
1
, 任雄伟
1
(1. 海军工程大学 电子工程学院，武汉 430033；2. 海军装备研究院，北京100161)
摘 要: 为研究表决融合检测准则对声音传感器网络系统探测效能的影响, 先将监测区域进行网格化, 然后定义两
个用于评价传感器网络检测效能的指标, 并以定理的形式给出了其计算方法. 仿真分析表明, 所提出的效能指标可用
于定量评价系统的检测效能, 为检测准则中参数的选取和网络部署方案的优化提供了理论依据.
关键词: 传感器网络；协作检测；表决融合检测准则；检测效能
中图分类号: TP393 文献标识码: A
Research on cooperative detection efficiency for binary-detection acoustic
sensor networks
LIU Zhong
1
, LUO Hao
1,2
, XUE Feng
1
, REN Xiong-wei
1
(1. College of Electronic Engineering，Naval University of Engineering，Wuhan 430033，China；2. Naval Academy of
Armament，Beijing 100161，China. Correspondent：LUO Hao，E-mail：luohao123 ren@163.com)
Abstract: In order to study the influence of the voting fusion regulation on detection efficiency of acoustic sensor network,
sensor field is discretized into multiple grids, and two metrics are defined to evaluate the detection capability of the sensor
network. Calculation methods for the metrics are given with theorem descriptions. Simulations indicate that the proposed
metrics can evaluate the detection efficiency of the system in a quantitative style, and they can provide theoretic evidence for
the parameter selection of the detection regulation and the optimization of the sensor deployment scheme.
Key words: sensor network；cooperative detection；voting fusion regulation；detection efficiency
1 引引引 言言言
传感器网络的协作检测算法对于提高系统的检
测性能具有重要意义. 文献 [1] 在计算网络对监测区
域内任一网格点的漏警概率时, 采用了 “或” 融合检测
准则. [2-3] 提出了信息覆盖的概念, 并研究了信息覆
盖对参数估计的影响. [4] 采用求和或者 𝑙
2
-norm 融合
准则融合多个传感器节点的检测信息, 在虚警概率和
漏检概率不变的情况下扩大了有效感知区域. [5] 提
出 了 一 种 理 论 分 析 模 型 TAM (triangular analytical
model), 用于分析 3 个传感器节点的协作检测能力.
[6] 提出了一种高效覆盖的水下传感器网络的部署策
略, 其采用 Neyman-Pearson 融合检测准则计算局部正
三角形网格或正方形网格部署对网格内任一点的检
测概率, 但该文没有从网络整体的角度对系统检测性
能进行分析与评价.
目前, 对于采用表决融合检测准则的系统检测效
能分析尚不多见. 表决融合检测准则是一种经典的检
测融合策略, 它设置检测到目标的条件为系统中至少
有 𝑚 个节点检测到目标. 由于该检测融合算法只需要
各节点将自身的二进制检测结果 (“0” 或 “1”) 发送给
融合中心, 传输的数据量很少, 适用于能量受限的传
感器网络
[7-8]
. 本文选择声能量测量传感器网络为研
究对象, 研究了表决融合检测准则对系统检测性能的
影响, 提出两种用于评价传感器网络对监测区域整体
检测效能的指标, 并给出了这两种指标的计算方法.
仿真分析表明, 所提出的指标可用于定量评价系统的
检测效能, 为系统选择表决融合检测准则的参数和部
署方案提供了理论依据.
2 网网网络络络描描描述述述
假设传感器网络由 1 个融合中心和 𝑁 个同类的
声音传感器网络节点构成. 传感器节点被限定部署在
平面监测区域 𝑅 中, 各声音传感器节点可通过测量周
收稿日期: 2010-11-20；修回日期: 2011-02-21.
基金项目: 国家863计划项目(2007AA01Z309)；湖北省自然科学基金项目(2007ABA187, 2009CDB301).
作者简介: 刘忠(1963−), 男, 教授, 博士生导师, 从事系统建模与仿真等研究；罗浩(1983−), 男, 博士生, 从事传感器网
络协作检测与跟踪的研究.
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