CN1957366B - 一种用于优化传感器资源分布的方法 - Google Patents

Abstract

该发明公开了一种用于在多个区域上优化扫描传感器资源分布的方法，每个区域可以具有对传感器资源的需求。所述需求以停留时间和重访时间来表示，该方法包括给所述多个区域的每一个分配优先权，汇集对资源的总的需求。总的需求与总的传感器资源相比较，如果总的需求和总的资源不匹配，则总的资源根据所述优先权被分布。优选地，区域中对于传感器资源的需求由停留时间和重访频率之间的比值计算得到。

Description

一种用于优化传感器资源分布的方法

本发明的技术领域

本发明公开了一种用于在多个区域上优化扫描传感器资源分布的方法，其中每个区域可以有对于传感器资源的需求，该需求以停留时间(dwell time)和重访时间(revisit time)来表示。

技术背景

现在的传感器技术使得有可能以从前不可能的方式控制传感器。例如，传感器扫描的方向能够以纯机械方式之外的其它方式被控制。

这种传感器技术导致对于可被用来优化传感器资源分布的方法的增加的需求。

发明概述

上面所声称的需求是通过本发明这样处理(addressed)的，在本发明中公开了一种用于在多个区域上优化扫描传感器资源分布的方法，其中每个区域可以有对传感器资源的不同的需求。

所述需求以停留时间和重访时间来表示，该方法包括：

给所述多个区域中的每一个分配优先权，

汇集对资源的总的需求，

比较总的需求和总的传感器资源。

如果总的需求和总的资源不匹配，则总的资源根据所述区域的优先权被分布。

附图简述

在下面将参照所附的图1被更详细地描述本发明，图1显示了传感器和传感器平台及多个区域，传感器资源将被分布在该多个区域上。

实施方式

图1示意性地用于说明将被解决的问题：传感器，象征性地假设被安装在以移动方向D穿过一个区域的飞行器里面或上面。假设传感器是一个扫描传感器，合适地是这样一个传感器，它具有可电子控制的一个或多个波束，以使得传感器的一个或多个波束的方向和周期性能够以多种方式被控制。

在图1中所示实例中有需要被传感器覆盖的三个区域A、B、C。对于每个区域，对传感器资源的需求能够表示为停留时间和重访时间这两个参数的组合。

这些参数被传感器的操作者合适地输入，从现在起传感器将被假设是雷达，虽然该发明实际上能够被应用于可以被定向在多个方向的任何类型的传感器。本发明也能够被应用于无源和有源传感器，并且传感器平台可以或多或少任意地被选择，也能够是固定的和移动的。

区域的停留时间被定义为传感器扫描该区域的时间，即天线波束覆盖该区域任何部分的时间。应注意的是该定义也包括无源传感器的情况。于是停留时间合适地被以秒来表示。对于一个区域的停留时间的增加将导致该区域中的传感器较高的灵敏度或探测范围。

区域的重访时间也被以秒来限定，作为区域的两次扫描之间的平均时间被测量。表示重访时间的另一个方式是传感器扫描特定区域的频率的倒数值，即从天线波束停止覆盖区域任何部分直到天线波束再次覆盖该区域一部分的时间。对于一个区域的重访时间的增加将导致更强的能力来探测该区域中的改变。

重新参照图1，出于分布或分配传感器资源的目的，传感器需求将对于每个区域被确定。根据本发明，该需求作为区域的期望停留时间和重访时间的函数被确定。更详细地，该需求通过计算停留时间和重访时间的比值被确定。

因此，对于区域n的传感器资源的需求R(n)可以表示为：

R(n)＝dwell(n)/revisit(n)        [1]

根据本发明，所有区域总的需求被汇集以及表示为一个总和。因此，区域1-N的总的需求将是：

$\underset{1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{dwell}\left(n\right)/\mathrm{revisit}\left(n\right)---\left[2\right]$

根据本发明，根据上面的(2)计算得到的总的需求之后将与可用的传感器资源相比。如果总的需求匹配可用的资源，则每个区域将被分配所期望的停留时间和重访频率。

然而，如果总的需求超出了可用的资源，本发明提供了一种用于重新分布可用资源的方法。如果总的需求低于可用传感器资源，该方法实际上也能被使用。这两种选择都将在下面被演示。在两种情况中，被分配给区域的优先权将被使用。合适地，该优选权由传感器的操作者输入。优先权被表示为一个大于零的数字，合适地但不是必须地为一个整数。

不必说，如果总的需求低于总的可用资源，相应的区域也能被给予它们需求的资源。这优选地由传感器的操作者决定。

实施例1，需求＜资源，所有的优先权相等

在这个实施例中，为了便于本发明的理解，假设所有的区域A、B、C具有相等的优先权，P＝1。

另外，根据[1]计算得到的各自的比例或需求如下：

R(A)＝50％

R(B)＝20％

R(C)＝10％

因此，对传感器资源的总的需求将是80％，并有20％的传感器资源的“盈余”ΔR。根据该发明，这个盈余通过使用下面的公式被分布到不同的区域上：

ΔR_n＝(P_n*R_n/∑(P_n*R_n))*ΔR_tot                [3]

这里：ΔR_n是将要被分配给区域n的额外的传感器资源的数量，和

P_n是区域n的优先权，

R_n是对区域n所期望的资源数量，

∑P_n*R_n是在所有的区域n上得到的，

ΔR_tot是传感器资源的总的盈余。

在本实施例中，所有区域的优先权是1，产生下述的结果计算：

ΔR_A＝(0.50/0.80)*0.2＝12.5％

ΔR_B＝(0.20/0.80)*0.2＝5％

ΔR_c＝(0.10/0.80)*0.2＝2.5％

以略微不同的方式所表示的，区域A被分配12.5/20＝62.5％的盈余资源，以类似的方式，区域B和C分别地收到25％和12.5％的盈余资源。

实施例2，需求＞资源，所有的优先权相等

在下面的实施例中，再次假设所有的区域A、B、C具有相等的优先权，P＝1。

另外，在这个实例中根据[1]计算得到的各自的比例或需求如下：

R(A)＝75％

R(B)＝30％

R(C)＝15％

因此，总的需求是120％，意味着具有20％的资源“赤字”。根据本发明，在这种情况中，使用下面的公式，为区域所分配的资源被相比于需求而减少：

ΔR_n＝((P_tot-P_n)*R_n/∑((P_tot-P_n)*R_n))*ΔR_tot       [4]

这里P_tot是正在讨论的所有区域的优先权的总和。

在现在的情况中，所有的区域具有优先权为1，导致P_tot＝3和P_tot-P_n＝2。

在本实例中，如前面所声称的，资源赤字为20％，分配给每个区域的资源将以下面的方式被相对于需求而减少：

ΔR_A＝(2*0.75/2*1.2)*0.2＝12.5％

ΔR_B＝(2*0.3/2*1.2)*0.2＝5％

ΔR_c＝(2*0.15/2*1.2)*0.2＝2.5％

从而，每区域所分配的资源将是：

R_A＝75％-12.5％＝62.5％

R_B＝30％-5％＝25％

R_C＝15％-2.5％＝12.5％

实施例3，需求＜资源，不同的优先权

在下面的实施例中，为了进一步说明本发明的原理，将假设区域具有不同的优先权，如下：

P(A)＝2

P(B)＝1

P(C)＝0

因此，P_tot＝3。

此外，根据[1]计算得到的多个区域的需求在这个实施例中将被假定为：

R(A)＝50％

R(B)＝20％

R(C)＝10％

因此，具有20％的“资源盈余”以分布，将根据上面的公式[3]完成：

ΔR_A＝(2＊0.50/(2＊0.50+0.20))＊0.2＝16.67％

ΔR_B＝(1＊0.20/(2＊0.50+0.20))＊0.2＝3.33％

ΔR_C＝0％

以略微不同方式表示的，区域A被分配16.67/20＝83.35％的盈余资源，以类似的方式，区域B收到3.33/20＝16.67％和区域C收到0％的盈余资源。

实施例4，需求＞资源，不同的优先权

在这个实施例中，如在上面的实施例3中，不同区域的优先权彼此不同：

P(A)＝2

P(B)＝1

P(C)＝0

因此，P_tot＝3。

根据[1]计算得到的来自区域的需求是：

R(A)＝75％

R(B)＝30％

R(C)＝15％

因此，对资源总的需求是120％，分配给区域中每一个的资源需要被相比于需求而减少。这将根据上面的[4]完成：

ΔR_A＝(0.75/(0.75+2＊0.30+3＊0.15))＊0.2＝8.33％

ΔR_B＝(2＊0.30/(0.75+2＊0.30+3＊0.15))＊0.2＝6.67％

ΔR_C＝(3＊0.15/(0.75+2＊0.30+3＊0.15))＊0.2＝5％

从而，每区域所分配的资源将是：

R_A＝75％-8.33％＝66.67％

R_B＝30％-6.67％＝23.33％

R_C＝15％-5％＝10％

本发明不限于上面所展示的实施方式的实例，而是可以在所附权利需求的范围内被自由的修改。

例如，分配给每个区域的优先权可以依靠可用资源与总的资源需求的比值得到。在这样的情况中，具有资源盈余的情况中相比于具有资源赤字的情况，区域优先权可以是不同的。

也可以预想停留时间和重访时间的优先权对于同一个区域可以彼此不同。

Claims (3)

1.一种用于在多个区域上优化扫描传感器资源分配的方法，其中，每个区域具有对传感器资源的需求，所述需求表示为停留时间和重访时间的比值，该方法包括下列步骤：

给所述多个区域中的每一个分配优先权，

汇集对传感器资源的总的需求，

将总的需求和总的传感器资源进行比较，

如果总的需求和总的传感器资源不匹配，则根据所述优先权来分配总的传感器资源。

2.根据权利要求1的方法，如果总的传感器资源超出总的需求，则根据下述公式来分配盈余的传感器资源：

ΔR_n＝(P_n＊R_n/∑(P_n＊R_n))＊ΔR_tot

其中：ΔR_n是将要被分配给区域n的额外的传感器资源的数量，

P_n是区域n的优先权，

R_n是对于区域n所期望的传感器资源数量，

∑P_n*R_n是在所有的区域n上得到的，而

ΔR_tot是传感器资源的总盈余。

3.根据权利要求1的方法，如果对传感器资源的总的需求超出可用的总的传感器资源，则为该区域分配的传感器资源将使用下面的公式相比于需求而减少数量ΔR：

ΔR_n＝((P_tot-P_n)＊R_n/∑((P_tot-P_n)＊R_n))＊ΔR_tot

其中：

ΔR_n是减少的为区域n所分配的传感器资源，

P_tot是所有区域的优先权的总和，

P_n是区域n的优先权，

R_n是对于区域n所期望的传感器资源数量，

∑((P_tot-P_n)*P_n)是在所有区域n上得到的，

ΔR_tot是传感器资源的总的赤字。

Images