VCG機(jī)制在多傳感器數(shù)據(jù)融合中的應(yīng)用研究.pdf

1、機(jī)制設(shè)計(jì)是微觀經(jīng)濟(jì)學(xué)和博弈論中的一個(gè)子領(lǐng)域，如今在計(jì)算機(jī)和通信系統(tǒng)已顯現(xiàn)重要應(yīng)用。VCG機(jī)制是其中最重要的機(jī)制設(shè)計(jì)之一，在多個(gè)領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用，其中一個(gè)比較重要的應(yīng)用領(lǐng)域就是多傳感器的數(shù)據(jù)融合。在本文研究的智能傳感器網(wǎng)絡(luò)中，每個(gè)傳感器都屬于一個(gè)代理且每個(gè)代理都是理性的參與人。由于傳統(tǒng)的VCG機(jī)制只適用于估價(jià)函數(shù)相互獨(dú)立的情況，即傳感器之間的信息相互獨(dú)立，代理的估價(jià)函數(shù)只與自己的傳感器對(duì)目標(biāo)的估計(jì)協(xié)方差相關(guān)。而在許多實(shí)際情況中，傳感器之

2、間的觀測(cè)信息都具有相關(guān)性，這使得代理之間的估價(jià)函數(shù)存在相依性。因此本文分析了一種相依估價(jià)的VCG機(jī)制，它能夠在估價(jià)函數(shù)相關(guān)聯(lián)的情況下，計(jì)算出一種使得整個(gè)傳感器系統(tǒng)的利益達(dá)到最大的信息分配方式。同時(shí)本文優(yōu)化了這種相依估價(jià)的VCG機(jī)制，使其滿足貝葉斯激勵(lì)相容性。另外，雖然卡爾曼濾波融合技術(shù)在數(shù)據(jù)融合中已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，但是當(dāng)傳感器之間的觀測(cè)信息存在相關(guān)性且相關(guān)性的大小未知時(shí)，卡爾曼濾波并不能為代理提供有效的估價(jià)函數(shù)。所以本文分析了另一種

3、信息融合算法-相交協(xié)方差算法(簡(jiǎn)稱CI算法)，它雖然不能確定估價(jià)函數(shù)的大小，但是可以為代理提供估價(jià)函數(shù)的一致估計(jì)值，滿足一致估計(jì)性。
　　 本文針對(duì)這兩個(gè)方面進(jìn)行深入研究，主要內(nèi)容和成果如下：
　　 (1)本文分析了機(jī)制設(shè)計(jì)的基本原理，討論了機(jī)制設(shè)計(jì)的發(fā)展，以及制設(shè)計(jì)的計(jì)算模型和三個(gè)重要的特性，并且分析了VCG機(jī)制以及VCG機(jī)制的拍賣過程。
　　 由于傳統(tǒng)的VCG機(jī)制只適用于代理之間的估價(jià)函數(shù)相互獨(dú)立的情況，所以

4、當(dāng)估價(jià)函數(shù)存在相依性時(shí)傳統(tǒng)的VCG機(jī)制會(huì)失效，即代理可能會(huì)謊報(bào)自己的估價(jià)值。因此本文分析了一種相依估價(jià)的VCG機(jī)制，它能夠在估價(jià)函數(shù)存在相依性時(shí)保證代理真實(shí)報(bào)價(jià)，并最大化整個(gè)系統(tǒng)的效益。同時(shí)本文優(yōu)化了這種VCG機(jī)制，使其滿足貝葉斯激勵(lì)相容性，它在保證代理真實(shí)報(bào)告自己的類型時(shí)有效地降低了代理為接收到的信息所需要付的費(fèi)用。
　　 (2)本文分析了傳感器數(shù)據(jù)融合的基本原理，討論了多傳感器信息融合模型。并且分析了數(shù)據(jù)融合中最重要的融合技

5、術(shù)-卡爾曼濾波，包括卡爾曼濾波的基本算法、性質(zhì)，以及基于卡爾曼的融合模型。
　　 由于本文研究的是信息相互關(guān)聯(lián)的情況，而分布式卡爾曼濾波只適用于信息相互獨(dú)立的情況，所以本文分析了一種能夠適用于傳感器信息具有相關(guān)性且相關(guān)性大小未知情況的相交協(xié)方差算法-CI算法，并對(duì)卡爾曼濾波和CI算法做了仿真比較，驗(yàn)證了CI算法滿足一致估計(jì)性，證明CI算法更適用于信息相關(guān)的情況。
　　 (3)本文主要研究的是優(yōu)化的相依估價(jià)VCG機(jī)制在多傳

6、感器數(shù)據(jù)融合中的運(yùn)用，并用JAVA程序模擬了一個(gè)分布式數(shù)據(jù)融合的系統(tǒng)。在這個(gè)系統(tǒng)里有多個(gè)傳感器，且每個(gè)傳感器都屬于一個(gè)代理，每個(gè)代理需要確定一些動(dòng)態(tài)目標(biāo)的位置；同時(shí)限定通信的帶寬，使得傳感器必須在有限的帶寬內(nèi)建立通信信道，融合相互的信息；系統(tǒng)的目的就是在有限的帶寬內(nèi)最大程度地精確這些動(dòng)態(tài)目標(biāo)的位置。由于加進(jìn)去的噪聲干擾是隨機(jī)相關(guān)的，所以每個(gè)傳感器的觀測(cè)信息都存在一定的相關(guān)性。因此，本文把優(yōu)化的相依估價(jià)VCG機(jī)制應(yīng)用到這種分布式數(shù)據(jù)融合的