This paper presents a novel federated signal processing framework for multi-target tracking in distributed radar/sonar systems. Each sensor node independently tracks targets using an Extended Kalman Filter (EKF) that processes nonlinear range–bearing measurements, thereby generating refined state estimates and uncertainty covariances without transmitting raw sensor data. Instead, only these processed outputs—augmented by dynamically updated trust factors—are communicated to a central fusion center. The fusion center aggregates the local estimates via an inverse-covariance weighting scheme augmented by adaptive trust weights, yielding globally consistent target tracks with improved accuracy and robustness. Simulation results demonstrate that the proposed federated EKF approach significantly reduces communication overhead while maintaining high tracking performance under heterogeneous sensor conditions.
Multi-target Tracking Federated Learning Extended Kalman Filter Sensor Fusion Trust Weights
Bu çalışma, dağıtık radar/sonar sistemlerinde çoklu hedef takibi için yeni bir federatif sinyal işleme çerçevesi sunmaktadır. Her bir sensör düğümü, ham sensör verilerini iletmeden, doğrusal olmayan menzil–yön ölçümlerini işleyen Genişletilmiş Kalman Filtresi (EKF) kullanarak hedefleri bağımsız olarak takip eder; böylece daha hassas durum tahminleri ve belirsizlik kovaryansları elde edilir. Ham sensör verileri yerine, yalnızca dinamik olarak güncellenen güven faktörleriyle zenginleştirilmiş işlenmiş çıktılar merkezi bir füzyon merkezine iletilir. Füzyon merkezi, yerel tahminleri adaptif güven ağırlıklarıyla desteklenen ters-kovaryans ağırlıklandırma şeması aracılığıyla birleştirerek, daha yüksek doğruluk ve dayanıklılığa sahip küresel olarak tutarlı hedef izleri elde eder. Simülasyon sonuçları, önerilen federatif EKF yaklaşımının heterojen sensör koşulları altında yüksek takip performansını sürdürürken iletişim yükünü önemli ölçüde azalttığını göstermektedir.
Çoklu Hedef Takibi Federatif Öğrenme Genişletilmiş Kalman Filtresi Sensör Füzyonu Güven Ağırlıkları
| Primary Language | English |
|---|---|
| Subjects | Electrical Engineering (Other) |
| Journal Section | Research Article |
| Authors | |
| Publication Date | December 3, 2025 |
| Submission Date | March 20, 2025 |
| Acceptance Date | August 6, 2025 |
| Published in Issue | Year 2025 Volume: 28 Issue: 4 |