Entwurf und Entwicklung eines generischen Multisensor Trackers

10 Jul 2016 , first release: 01 Nov 2016 Naval Surface Warriors / flickr.com, Licence: CC BY-SA 2.0

Meta

Thesis

Gegenstand dieser Masterarbeit ist die Entwicklung einer generischen Tracker-Architektur zur Fusion und Anzeige einer mittels mehrerer Radarsystemen erfassten Luftlage sowie der Nachweis der Implementierbarkeit anhand eines Software-Prototypen inkl. dessen Evaluation.

  • Es sind mehrere mobile (Landfahrzeug-, Schiffs- oder Flugzeug-gestützte) Radarsysteme zu berücksichtigen, die in einem Einsatzgebiet positioniert werden oder patroullieren.
  • Es gibt einen zentralen Knoten, der die Daten zu Azimut, Elevation und Entfernung und die Fehler von den einzelnen Stationen erhält und daraus den Track generiert (“der Tracker”).
  • Zu berücksichtigende Probleme sind z. B. die unterschiedlichen Abtastfrequenzen, die (zeitliche) Synchronisation und die Fusion der Daten. Sensoren sind geeignet zu parametrisieren und deren generische Einbindung in das System vorzusehen.
  • Der Tracker soll mehrere Trackingalgorithmen und Bewegungsmodelle für die Vorhersage und Korrektur des Tracks sinnvoll integrieren. Es soll berücksichtigt werden, das grundsätzlich mehrere Trackingalgorithmen bzw. Bewegungsmodelle je nach Fall bzw. Bewegung angewendet werden können.
  • Die Trackingalgorithmen und Bewegungsmodelle sollen systematisch evaluiert werden. Hierzu ist ein Experimentplan und daraus abgeleitete Szenarien (Testdaten, z. B. ein Flugobjekt auf einer Kreisbahn im Raum oder anhand von Echtdaten) zu entwickeln, zu dokumentieren und durchzuführen.
  • Als Programmiersprache für die Implementierung ist Python vorgesehen.

Im Einzelnen sind hierbei folgende Aufgaben zu bearbeiten:

Aufgaben:

  • Analyse, Recherche und Dokumentation in Frage kommender Verfahren für Multi-Sensor Datenfusionen im beschriebenen Kontext. Entsprechende Trackingalgorithmen und Bewegungsmodelle sowie deren Zusammenwirken sind geeignet aufzubereiten und darzustellen.
  • Untersuchung und Dokumentation der Vor- und Nachteile der einzelnen Verfahren.
  • Ableitung und Dokumentation einer generischen Tracker-Architektur, die mit möglichst vielen der untersuchten Verfahren realisierbar ist.
  • Begründete und dokumentierte Auswahl eines oder mehrerer der untersuchten Multi-Sensor Datenfusionsverfahren.
  • Prototypische Realisierung gem. der generischen Architektur des gewählten Multi-Sensor Datenfusionsverfahrens inkl. Darstellungslösung für die Luftlage.
  • Evaluierung des Prototypen hinsichtlich Trackinggenauigkeit und Datenfusionsfähigkeiten inkl. Dokumentation der Evaluierungsergebnisse.

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