Procedimiento de compresión de datos, plataforma de cuadro integrado único distribuido y red para su uso.

Un procedimiento de compresión de datos adaptado para la distribución de datos de medición de sensores através de una red de plataformas,

comprendiendo cada una de las plataformas un sistema para el seguimiento deobjetivos a partir de las mediciones de sensores, comprendiendo cada uno de los sistemas de seguimiento:

- predicción de trayectorias (P) de objetivos a partir de los datos de mediciones adquiridas desde un sensorcolocado, y:

- cálculo de una trayectoria corta (ST) a partir de cada una de las trayectorias previstas, basándose latrayectoria corta solo en los datos de mediciones más recientes en la trayectoria, y:

- distribución de trayectorias cortas a otras plataformas a través de la red;

estando el procedimiento caracterizado porque:

- una trayectoria corta se actualiza y/o se distribuye solo si su trayectoria prevista se desvía más de un valorpredeterminado a partir de una trayectoria local estimada, o;

- una trayectoria corta se actualiza y/o se distribuye solo si la precisión de la trayectoria prevista se hacemayor de un umbral de precisión predeterminado.

Procedimiento de compresión de datos, plataforma de cuadro integrado único distribuido y red para su uso

La presente invención se refiere a un procedimiento de un cuadro integrado único distribuido, una plataforma y una red para el seguimiento de objetos en movimiento. Más particularmente, esta invención está adaptada para crear ymantener un Cuadro Aéreo Integrado Único (SIAP) por cada una de las plataformas en la red distribuida.

Una red de una plataforma distribuida se asume que está disponible, equipada cada una con un nodo de procesamiento y varios sensores localizados conjuntamente o no conjuntamente. Cada una de las plataformas puede recibir información de las otras plataformas. El objetivo de cada plataforma en el sistema distribuido esreconstruir una copia idéntica del Cuadro Aéreo Integrado Único (SIAP) que contiene las trayectorias estimadas compuestas etiquetadas de forma unívoca de las diferentes aeronaves y misiles que están volando en el espacio aéreo cubierto por los diferentes sensores. Una trayectoria compuesta contiene información de medición local y la información recibida de otras plataformas.

Desde el fin de la Guerra Fría, las operaciones de mantenimiento de la paz se han convertido en la práctica internacional normal. Además, al mismo tiempo se ha producido una enorme proliferación de la tecnología de armamento moderno. La consecuencia es que en las áreas de operaciones navales reales y futuras se espera que se desplieguen un gran número de objetivos de cautela. El resultado es que el tiempo de reacción disponible para una plataforma de defensa aérea única frente a una amenaza se ha reducido significativamente, dando como resultado un espacio de batalla limitado para interceptar esos objetivos. Para una fuerza especial el espacio de combate se puede aumentar de forma efectiva por la distribución de todos los sensores disponibles en base a la información de cada elemento. El resultado es un sistema de fusión de datos de las plataformas distribuidas donde cada plataforma tiene una visión completa del espacio de batalla cubierto por todos los sensores disponibles.

Una posible solución es un enfoque donde las diferentes plataformas intercambian todas las mediciones no filtradas. Cada participante crea el mismo cuadro del entorno hostil.

Siguiendo este principio, el sistema de la Capacidad de Combate Cooperativo se ha desarrollado para propósitos militares. La Capacidad de Combate Cooperativo (CEC) se describe en 'La Capacidad del Combate Cooperativo', de John Hopkins APL Techical Digest, Volumen 16, Número 4 (1995) .

El sistema de la Capacidad de Combate Cooperativo (CEC) es un sistema distribuido de defensa aérea naval en el que cada plataforma contributiva distribuye todas las mediciones de los sensores sin elaborar desde los sistemas de sensores de a bordo para proporcionar a cada plataforma con la posibilidad de generar una copia idéntica delCuadro del Aire Integrado Único (SIAP) .

Una desventaja fundamental de esta solución es que cada una de las plataformas tiene que procesar todos los datos disponibles. En términos de tiempo de CPU, el coste puede ser muy alto. Posiblemente se produzcan retardos muy grandes con el resultado de que el cuadro compilado se retarda de forma inaceptable en comparación con los desarrollos hostiles en el mundo real. Además, también hay un riesgo de que se exceda el ancho de banda de los canales de comunicación disponibles lo que significa que la transmisión de las mediciones se puede retardar significativamente. Esto podría significar que no todas las plataformas en la fuerza especial puedan recuperar las mediciones recogidas en un cierto intervalo de tiempo al mismo tiempo, resultando diferentes cuadros compilados globales producidos por cada plataforma que pueden mostrar grandes variaciones en la precisión del seguimiento, continuidad y consistencia de las etiquetas. Por lo tanto, se influye en la disponibilidad oportuna del Cuadro AéreoIntegrado Único (SIAP) .

En el sistema de Capacidad de Combate Cooperativo (CEC) donde se distribuyen y se procesan todas las mediciones sin elaborar por cada plataforma, los problemas son los siguientes:

1. No hay ninguna garantía de que cada plataforma produzca y mantenga la misma copia del Cuadro AéreoIntegrado Único (SIAP) .

2. En los casos de pérdida de datos en la red, es posible que no se asignen las mismas etiquetas de trayectorias únicas a trayectorias que corresponden con la misma aeronave o misil;

3. El sistema está solo limitado en su escalabilidad hacia arriba por el número de plataformas / sensores.

La patente de los Estados Unidos Nº 5.842.156 revela un enfoque multi-resolución y multi-tasa para detectar y seguir los objetivos, lo que tiene al menos algunos de los inconvenientes mencionados anteriormente.

Esta invención resuelve los inconvenientes mencionados anteriormente en primer lugar por la reducción dinámica y eventual compresión adicional de los datos en una medición artificial.

Un objeto de esta invención es un procedimiento de compresión de los datos adaptado para el sistema de seguimiento que comprende:

la recepción de los datos adquiridos localmente,

la predicción de la trayectoria a partir de estos datos adquiridos localmente,

el cálculo de trayectorias cortas a partir de estas trayectorias previstas localmente,

una reducción dinámica del cálculo y/o distribución de las trayectorias cortas.

La reducción dinámica podría comprender una actualización de las trayectorias cortas solo si la trayectoria prevista se desvía de un valor predeterminado de una trayectoria local estimada o si la precisión de la trayectoria prevista se hace mayor de un umbral de precisión predeterminado.

Otra realización de esta invención es el procedimiento de compresión de los datos anteriores que comprende un cálculo de medición artificial desde cada un de las trayectorias cortas, comprendiendo dicha trayectoria un vector y una matriz de covarianzas.

Un objeto adicional de esta invención es una plataforma de cuadro integrado único distribuido que comprende:

al menos un sensor localizado conjuntamente, una unidad de recepción para recibir las trayectorias cortas desde otras plataformas, y al menos un nodo de procesamiento que usa el procedimiento de compresión de datos anterior y la generación del cuadro integrado único a partir de las trayectorias cortas recibidas y las mediciones de sensores.

Además, otro objeto de esta invención es una red de cuadro integrado único distribuido que comprende al menos dos de estas plataformas de cuadro integrado único distribuido.

la Figura 1, es una vista esquemática de la reducción dinámica del procedimiento de compresión de datos de acuerdo con la invención, la Figura 2 es una vista esquemática de la medición artificial del procedimiento de compresión de datos de acuerdo con la invención.

En la solución propuesta de acuerdo con la invención, cada una de las plataformas tiene un nodo de procesamiento que puede recibir mediciones o trayectorias cortas desde otras plataformas. La trayectoria corta es una trayectoria para un objeto basada solo en las mediciones más recientes. De este modo, la trayectoria corta concentra varias mediciones.

Una trayectoria corta se calcula de tal modo que sus errores no se correlacionan con los errores de cualesquiera otros datos en el sistema para el mismo objetivo. De este modo, cada una de las trayectorias cortas es independiente de las otras trayectorias cortas calculadas resolviendo los problemas de correlación.

Además, las trayectorias cortas se pueden calcular para que se puedan procesar como una medición de un sensor real para producir una trayectoria, de modo que las trayectorias cortas recibidas se pueden usar directamente para formar la trayectoria compuesta.

Las trayectorias cortas ST se pueden calcular usando la tecnología extendida de filtros Kalman. El procesamiento se basa entonces en el Seguimiento de Hipótesis Múltiple como se describe en el documento 'Un nuevo concepto para la Fusión de Datos de la Fuerza Especial' escrito por H. W, de Waard y W. Elgersma publicado en los procedimientos del Procesamiento de Señales y Datos de Pequeños Objetivos de 2001.

Incluso, si por la transmisión... [Seguir leyendo]

1. Un procedimiento de compresión de datos adaptado para la distribución de datos de medición de sensores a través de una red de plataformas, comprendiendo cada una de las plataformas un sistema para el seguimiento de objetivos a partir de las mediciones de sensores, comprendiendo cada uno de los sistemas de seguimiento:

- predicción de trayectorias (P) de objetivos a partir de los datos de mediciones adquiridas desde un sensor colocado, y:

- cálculo de una trayectoria corta (ST) a partir de cada una de las trayectorias previstas, basándose la trayectoria corta solo en los datos de mediciones más recientes en la trayectoria, y:

- distribución de trayectorias cortas a otras plataformas a través de la red;

estando el procedimiento caracterizado porque:

- una trayectoria corta se actualiza y/o se distribuye solo si su trayectoria prevista se desvía más de un valor predeterminado a partir de una trayectoria local estimada, o;

- una trayectoria corta se actualiza y/o se distribuye solo si la precisión de la trayectoria prevista se hace mayor de un umbral de precisión predeterminado.

2. El procedimiento de compresión de datos de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado porque la actualización comprende el cálculo de una trayectoria corta a partir de la trayectoria prevista localmente.

3. El procedimiento de compresión de datos de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado porque comprende un cálculo de la medición artificial a partir de cada una de las trayectorias cortas, comprendiendo dicha trayectoria corta un vector y una matriz de covarianzas.

4. El procedimiento de compresión de datos de acuerdo con la reivindicación anterior caracterizado porque el cálculo de la medición artificial comprende un cálculo de la posición probable en 3D de un objeto y una aproximación del volumen definido por la matriz de covarianzas por una matriz de precisión de 3x3 correspondiente a una aproximación de un cubo.

5. El procedimiento de compresión de datos de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado porque la representación geométrica de la matriz de covarianzas es una elipse cuyo mínimo y máximo son puntos de la superficie del cubo definido por la matriz de precisión de 3x3.

6. El procedimiento de compresión de datos de acuerdo con la reivindicación anterior caracterizado porque la actualización comprende el cálculo de la medición artificial.

7. El procedimiento de compresión de datos de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado porque la actualización comprende la distribución de la trayectoria corta o la medición artificial.

8. La plataforma del cuadro integrado distribuido único que comprende:

al menos un sensor localizado conjuntamente, una unidad de recepción para recibir trayectorias cortas desde otras plataformas, y al menos un nodo de procesamiento que usa el procedimiento de compresión de datos de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, y que genera el cuadro integrado único a partir de las trayectorias cortas recibidas y las mediciones de los sensores.

9. La red del cuadro integrado distribuido único que comprende al menos dos de las plataformas del cuadro integrado distribuido único de acuerdo con la reivindicación anterior.