k-NN algorithm appled todata association and data fusion in multi-sensor multi-target OFDM radar scenarios
View/Open
Bachelor_Thesis_Rufas.pdf (7,208Mb) (Restricted access)
Document typeBachelor thesis
Date2020-06
Rights access24 months embargo
(embargoed until 2022-09-30T13:22:31Z)
Abstract
In the recent years, numerous Machine Learning investigations have been centered around the topic of point-target positioning and tracking, which rises the interest for algorithms such as k-NN to be implemented for said purposes using measurements from a radar network. In this Thesis, the k-NN algorithm has been introduced in a joint range-Doppler data association algorithm to provide a novel grid-based solution to distinguish between targets in multi-target scenarios using a network of fully-multistatic OFDM radar. A data fusion algorithm has also been developed to present positioning estimates using k-NN and velocity estimates with a closed-form expression. The results show good associating and fusion error, depending on the grid resolution defined and on the k parameter used. Moreover, the k-NN's great adaptability to all different target hypothesis makes the use of extended and complex prunning unnecessary in data association. Future work in this project would include taking a step towards dynamic data fusion with target-tracking algorithms, combined with the existing data association using k-NN, thus aiming to provide highly-reliable results in the real-life tracking of point-targets such as drones. Durante los últimos años, numerosas investigaciones de Machine Learning se han centrado alrededor del posicionamiento y el seguimiento de blancos, lo que aumenta el interés por algoritmos como el k-NN que pueden ser aplicados para estos propósitos mediante medidas extraídas de una red radar. En esta tesis, se ha introducido el k-NN en un algoritmo de asociación conjunto de rangos y Doppler para proporcionar una nueva solución para distinguir los blancos en escenarios multi-objetivo utilizando una red de radar OFDM completamente multiestática . También se ha desarrollado un algoritmo de fusión de datos para presentar estimaciones de posicionamiento con k-NN y estimaciones de velocidad con una expresión matemática de lazo cerrado. Los resultados muestran un error de asociación y fusión comprensibles, dependiendo de la resolución de la cuadricula definida y del parámetro k utilizado. Además, la gran adaptabilidad del k-NN a todas las diferentes hipótesis a considerar en la asociación de datos hace que la técnica no necesite filtrar datos utilizando algoritmos costosos en tiempo y en complejidad computacional. En el futuro, este trabajo avanzaría hacia la fusión de datos dinámica, utilizando algoritmos de seguimiento de blancos combinados con la asociación desarrollada con k-NN, con el objetivo de ofrecer resultados altamente fiables en el seguimiento de blancos como drones. En els darrers anys, nombroses investigacions de Machine Learning s'han centrat al voltant del posicionament i el seguiment de blancs, fet que augmenta l'interès en algoritmes com el k-NN que poden ser aplicats per aquests propòsits mitjançant mesures extretes d'una xarxa radar. En aquesta tesi, s'ha introduït el k-NN en un algoritme d'associació conjunt de rangs i Doppler per proporcionar una nova solució basada en quadrícules per distingir els blancs en escenaris multi-target (blancs) utilitzant una xarxa de radar OFDM completament multiestàtica. També s'ha desenvolupat un algoritme de fusió de dades per presentar estimacions de posicionament amb k-NN i estimacions de velocitat amb una expressió matemàtica de llaç tancat. Els resultats mostren un error comprensible d'associació i fusió, depenent de la resolució de la graella definida i del paràmetre k utilitzat. A més a més, la gran adaptabilitat del k-NN a totes les diferents hipòtesis a considerar en l'associació de dades fa que la tècnica no necessiti filtrar dades utilitzant algoritmes costosos en temps i en complexitat computacional. En el futur, aquest treball avançaria cap a la fusió de dades dinàmica, utilitzant algoritmes de seguiment d'objectes combinats amb l'associació de dades desenvolupada amb k-NN, amb l'objectiu d'oferir resultats altament fiables en el seguiment de blancs com ara drons.
Files | Description | Size | Format | View |
---|---|---|---|---|
Bachelor_Thesis_Rufas.pdf![]() | 7,208Mb | Restricted access |
All rights reserved. This work is protected by the corresponding intellectual and industrial
property rights. Without prejudice to any existing legal exemptions, reproduction, distribution, public
communication or transformation of this work are prohibited without permission of the copyright holder