VCG機制在多傳感器數(shù)據(jù)融合中的應用研究.pdf

1、機制設計是微觀經(jīng)濟學和博弈論中的一個子領域，如今在計算機和通信系統(tǒng)已顯現(xiàn)重要應用。VCG機制是其中最重要的機制設計之一，在多個領域都有廣泛的應用，其中一個比較重要的應用領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)絡中，每個傳感器都屬于一個代理且每個代理都是理性的參與人。由于傳統(tǒng)的VCG機制只適用于估價函數(shù)相互獨立的情況，即傳感器之間的信息相互獨立，代理的估價函數(shù)只與自己的傳感器對目標的估計協(xié)方差相關。而在許多實際情況中，傳感器之

2、間的觀測信息都具有相關性，這使得代理之間的估價函數(shù)存在相依性。因此本文分析了一種相依估價的VCG機制，它能夠在估價函數(shù)相關聯(lián)的情況下，計算出一種使得整個傳感器系統(tǒng)的利益達到最大的信息分配方式。同時本文優(yōu)化了這種相依估價的VCG機制，使其滿足貝葉斯激勵相容性。另外，雖然卡爾曼濾波融合技術在數(shù)據(jù)融合中已經(jīng)得到了廣泛的應用，但是當傳感器之間的觀測信息存在相關性且相關性的大小未知時，卡爾曼濾波并不能為代理提供有效的估價函數(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(簡稱CI算法)，它雖然不能確定估價函數(shù)的大小，但是可以為代理提供估價函數(shù)的一致估計值，滿足一致估計性。
　　 本文針對這兩個方面進行深入研究，主要內容和成果如下：
　　 (1)本文分析了機制設計的基本原理，討論了機制設計的發(fā)展，以及制設計的計算模型和三個重要的特性，并且分析了VCG機制以及VCG機制的拍賣過程。
　　 由于傳統(tǒng)的VCG機制只適用于代理之間的估價函數(shù)相互獨立的情況，所以

4、當估價函數(shù)存在相依性時傳統(tǒng)的VCG機制會失效，即代理可能會謊報自己的估價值。因此本文分析了一種相依估價的VCG機制，它能夠在估價函數(shù)存在相依性時保證代理真實報價，并最大化整個系統(tǒng)的效益。同時本文優(yōu)化了這種VCG機制，使其滿足貝葉斯激勵相容性，它在保證代理真實報告自己的類型時有效地降低了代理為接收到的信息所需要付的費用。
　　 (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-卡爾曼濾波，包括卡爾曼濾波的基本算法、性質，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聯(lián)的情況，而分布式卡爾曼濾波只適用于信息相互獨立的情況，所以本文分析了一種能夠適用于傳感器信息具有相關性且相關性大小未知情況的相交協(xié)方差算法-CI算法，并對卡爾曼濾波和CI算法做了仿真比較，驗證了CI算法滿足一致估計性，證明CI算法更適用于信息相關的情況。
　　 (3)本文主要研究的是優(yōu)化的相依估價VCG機制在多傳

6、感器數(shù)據(jù)融合中的運用，并用JAVA程序模擬了一個分布式數(shù)據(jù)融合的系統(tǒng)。在這個系統(tǒng)里有多個傳感器，且每個傳感器都屬于一個代理，每個代理需要確定一些動態(tài)目標的位置；同時限定通信的帶寬，使得傳感器必須在有限的帶寬內建立通信信道，融合相互的信息；系統(tǒng)的目的就是在有限的帶寬內最大程度地精確這些動態(tài)目標的位置。由于加進去的噪聲干擾是隨機相關的，所以每個傳感器的觀測信息都存在一定的相關性。因此，本文把優(yōu)化的相依估價VCG機制應用到這種分布式數(shù)據(jù)融合的