基于相对位置矢量的群目标灰色精细航迹起始算法

为解决群内目标精细航迹起始的难题,基于对传统航迹起始算法及现有群目标航迹起始算法优缺点的分析,给出了完整的群目标航迹起始框架,并提出了一种基于相对位置矢量的群目标灰色精细航迹起始算法。首先基于循环阈值模型、群中心点进行群的预分割、预关联,然后对预关联成功的群搜索对应坐标系,建立群中各量测的相对位置矢量,基于灰色精细互联模型完成群内量测的互联,最后基于航迹确认规则得到群目标状态矩阵。经仿真数据验证,与修正的逻辑法、基于聚类和Hough变换的多编队航迹起始算法相比,该算法在起始真实航迹、抑制虚假航迹及杂波鲁棒性等方面综合性能更优。     

基于相位相关的部分可辨编队精细起始算法

针对部分可辨条件下编队目标的精细起始难题,提出了一种基于相位相关的部分可辨编队精细起始算法。首先,采用基于坐标映射距离差分的快速群分割与基于编队中心点的预互联对雷达量测进行预处理;然后,利用图像匹配中相位相关特性,将相邻时刻编队结构进行补偿对准,解决了低目标发现概率情况下的编队结构对准问题;最后,采用增加虚拟量测并后验判决的方式,结合最近邻法做编队航迹精细互联,在填补航迹缺失、增加正确航迹的同时抑制虚假航迹的产生。经仿真验证,与修正的逻辑法、基于相对位置矢量的灰色编队精细起始算法相比,本文所提算法在提高航迹正确起始率、抑制虚假航迹方面性能优势显著,且对环境杂波与雷达精度具有较好的鲁棒性,对目标发现概率具有较好的适应性。     

纯方位二维目标跟踪的航迹起始算法

 针对传统航迹起始算法在纯方位目标定位和跟踪系统应用中存在的弊端,提出了一种完全基于角度量测的快速航迹起始算法。该方法通过深入分析目标在角度坐标下的运动特性,给出了全新的关联门构造方法。该波门技术有效提高了纯方位二维目标真实量测的确认效率,极大限制了虚假航迹随密集杂波的扩张。利用此波门,通过基于逻辑的方法对仅有角度量测的目标航迹进行扩展。该方法有效地解决了角度坐标系下机动目标的航迹起始分辨率下降的问题,为基于单个被动传感器纯方位跟踪系统进行快速、准确的航迹起始提供了新的思路。仿真结果及实际应用表明了此算法的有效性和实用性。     

一种基于新三维随机Hough变换的航迹起始算法

针对雷达跟踪多目标时,目标点迹受杂波、噪声等因素影响,航迹起始难度大的问题,利用三维空间直线表示方法提出了一种4参数三维Hough变换算法.该算法是对传统二维Hough变换的拓展,它结合了传统的二维随机Hough变换理论,是一种新的三维随机Hough变换算法.通过该算法对理论数据和实测数据进行验证,结果表明,对于航迹区别较大的目标,该算法的航迹起始成功概率为98.5％;对于空间航迹相近的目标,该算法可成功将目标航迹从杂波中提取出来,虽然可能会出现航迹混淆,但利用目标先验信息可解决该问题,实现航迹起始.     

基于类云模型的c均值聚类航迹关联算法

针对多传感器多目标航迹关联的特点,提出了将类云模型和c均值聚类联合应用于航迹关联的解决方法。将表征航迹特征的参量构成聚类中心和待分类的样本空间,利用类云模型和c均值聚类算法对来自不同传感器的航迹进行分类和收敛判断,构建了基于类云模型的c均值聚类航迹关联模型,有效地解决了目标密集环境下的航迹关联问题,通过仿真研究说明了该算法的有效性和鲁棒性。     

基于波位聚类的相控阵雷达群目标调度模型

如何有效分配有限的能量和时间资源,从而实现大量密集群目标的跟踪测量,是相控阵雷达资源调度面临的难点问题。在采用基于最小期望时间和时间槽优先占用的自适应资源调度模型的基础上,论述了基于波位动态聚类及分区识别算法的相控阵雷达群目标调度模型,详细描述了群目标调度流程图。群目标调度模型根据距离门宽度、方位俯仰波束宽度、目标速度、航迹预测误差和点迹测量误差等确定群目标的分区位置及大小,自动实现群目标的聚类和跟踪。仿真分析表明:该模型能够适应目标群的动态演化过程,实现群内外所有目标的独立跟踪,有效节约群目标跟踪时的资源开销,并已在实际工程应用中得到了验证。     

基于SVM算法的虚假航迹识别

针对云雨杂波和主被动干扰导致多雷达传感器产生虚假目标航迹的问题,利用支持向量机(SVM)算法的自主学习能力,通过构建基于数据驱动的判别模型进行虚假航迹识别。针对航迹起始得到的目标潜在航迹,利用人工智能数据驱动、自学习的特点,设计了SVM算法。通过对已标记真假的目标航迹样本进行离线学习,形成虚假航迹识别的SVM分类器,实现了基于数据驱动的判别模型代替先验知识规则约束的固定模型,并在工程应用中,利用SVM分类器在线识别虚假航迹,完成实时剔除。通过实测雷达数据实验验证,该算法的目标虚假航迹准确率高达95%以上,完全满足实际的工程应用需求。相比基于阈值或规则进行硬性判断的传统虚假航迹识别方法,所提出的算法不仅提高了准确率,还具有较高的实时性,能够适应复杂多变的杂波环境,在实际应用中具有更强的适应性和实用性。因此,提出的基于SVM算法的虚假航迹识别方法对于密集杂波场景下的虚假航迹剔除问题具有显著的实际应用价值。     

固定翼无人机编队集结控制算法研究

针对固定翼无人机协同作战时的编队集结问题，提出了一种新的路径规划和位置分配方法，并设计了包括航迹跟踪、高度保持和速度控制在内的自动驾驶仪。该路径规划算法通过矩阵迭代得到一组较优的目标点分配方案，满足总航程较小和同时到达约束。根据得到的各无人机飞向目标点的航迹，算出无人机编队集结的代价矩阵。在每架无人机确定了应飞航路后，开始沿航路飞向目标点，在此过程中，纵向采用高度保持自动驾驶仪，横向采用航迹跟踪自动驾驶仪，控制无人机按规定航迹飞行。速度调节自动驾驶仪可根据速度指令调节油门大小加减速，跟踪上目标速度，进而实现编队集结。仿真结果验证了所提出的编队集结控制方法的有效性和可行性。     

一种基于修正Hough变换的航迹起始算法

为了在重杂波区内检测出运动的目标,提出了一种修正的Hough变换算法用于初始航迹的建立。与传统的算法相比,修正算法充分利用目标的运动学信息,选取了更为合适的变换参量,仅利用较少拍数的量测就可以完成起始,能够在检测概率较高的环境下具有良好的起始性能。计算机仿真结果表明,算法能够克服传统算法的多拍扫描,大大缩短实际的计算量和起始时间,实现对航迹起始的在线改进。     

基于知识辅助的海面目标航迹起始方法

针对海环境下不同雷达观测测量准确度存在差异而导致观测数据质量存在差异的问题,提出了一种基于知识辅助的海面目标航迹起始方法。该方法首先利用先验知识幅度信息计算幅度似然比,并以幅度似然比的大小来表示观测数据质量的高低;然后,利用幅度似然比辅助Hough空间参数积累,并对航迹初选参数进行初值修正,提高Mean Shift多尺度聚类滤波初值的准确性,减少迭代次数,再通过最优筛选的方法分析得到目标的真实航迹起始数目和航迹起始参数;最后,通过仿真数据证明了本文所提方法的有效性和优越性。     

Tracking in Clutter using IMM-IPDA?Based Algorithms

We describe three single-scan probabilistic data association (PDA) based algorithms for tracking manoeuvering targets in clutter. These algorithms are derived by integrating the interacting multiple model (IMM) estimation algorithm with the PDA approximation. Each IMM model a posteriori state estimate probability density function (pdf) is approximated by a single Gaussian pdf. Each algorithm recursively updates the probability of target existence, in the manner of integrated PDA (IPDA). The probability of target existence is a track quality measure, which can be used for false track discrimination. The first algorithm presented, IMM-IPDA, is a single target tracking algorithm. Two multitarget tracking algorithms are also presented. The IMM-JIPDA algorithm calculates a posteriori probabilities of all measurement to track allocations, in the manner of the joint IPDA (JIPDA). The number of measurement to track allocations grows exponentially with the number of shared measurements and the number of tracks which share the measurements. Therefore, IMM-JIPDA can only be used in situations with a small number of crossing targets and low clutter measurement density. The linear multitarget IMM-IPDA (IMM-LMIPDA) is also a multitarget tracking algorithm, which achieves the multitarget capabilities by integrating linear multitarget (LM) method with IMM-IPDA. When updating one track using the LM method, the other tracks modulate the clutter measurement density and are subsequently ignored. In this fashion, LM achieves multitarget capabilities using the number of operations which are linear in the: number of measurements and the number of tracks, and can be used in complex scenarios, with dense clutter and a large number of targets.     

噪声干扰环境下基于实测数据的多目标航迹起始算法

雷达在受到噪声干扰的条件下会产生大量杂波.这时,如何完成航迹的快速起始是个值得研究的问题.结合干扰环境下的实测数据,分别采用逻辑法和修正逻辑法对其进行了研究分析,得出了一些有意义的结论.仿真结果表明,该方法很好地克服了3/4逻辑法因虚假目标过多而无法正常起始的问题,并且具有对存储要求较低、计算量较小、便于工程实现的特性...     

Sequential track extraction

Sensors like radar or sonar usually produce data on the basis of a single frame of observation: target detections. The detection performance is described by quantities like detection probability Pd and false alarm density f. A different task of detection is formation of tracks of targets unknown in number from data of multiple consecutive frames of observation. This leads to quantities which are of a higher level of abstraction: extracted tracks. This again is a detection process. Under benign conditions (high Pd, low f and well separated targets) conventional methods of track initiation are recommended to solve a simple task. However, under hard conditions the process of track extraction is known to be difficult. We here concentrate on the case of well separated targets and derive an optimal combinatorial method which can be used under hard operating conditions. The method relates to MHT (multiple hypothesis tracking), uses a sequential likelihood ratio test and derives benefit from processing signal strength information. The performance of the track extraction method is described by parameters such as detection probability and false detection rate on track level, while Pd and f are input parameters which relate to the signal-to-noise interference ratio (SNIR), the clutter density, and the threshold set for target detection. In particular the average test lengths are analyzed parametrically as they are relevant for a user to estimate the time delay for track formation under hard conditions     

基于点集合并的修正Hough变换TBD算法

在低信噪比条件下,基于Hough变换的检测前跟踪算法是进行强杂波背景下目标航迹检测的一种手段。本文针对Hough变换后一个目标产生多条可能航迹以及航迹内可能存在杂波点的问题,提出了一种基于能量最大点和点集合并的修正Hough变换检测前跟踪算法。该算法利用量测点时序、能量信息及目标速度先验信息对Hough变换后点迹进行关联和剔除,能够有效的对目标原始航迹进行回溯。针对高斯噪声背景下的飞行目标,仿真结果表明该算法能够对微弱目标进行有效检测,在目标数目、杂波密度、信噪比发生变化的条件下仍能保持较高的检测概率。     

SMALL TARGET TRACKING TECHNIQUE WITH DATA FUSION OF DISTRIBUTED SENSOR NET

ＳＭＡＬＬＴＡＲＧＥＴＴＲＡＣＫＩＮＧＴＥＣＨＮＩＱＵＥＷＩＴＨＤＡＴＡＦＵＳＩＯＮＯＦＤＩＳＴＲＩＢＵＴＥＤＳＥＮＳＯＲＮＥＴＣＨＥＮＧＨｏｎｇｗｅｉ（程洪玮）,ＺＨＯＵＹｉｙｕ（周一宇）,ＳＵＮＺｈｏｎｇｋａｎｇ（孙仲康）（Ｆａｃｕｌｔｙ４０６,...     

Multiple target detection using modified high order correlations

This work is concerned with the problem of multiple target track detection in heavy clutter. Using the “modified high order correlation” (HOC) process and a track scoring mechanism a new method is developed to perform data association and track identification in the presence of heavy clutter. Using this new scheme any number of very close, crossing or splitting target tracks can be resolved without increasing the computational complexity of the algorithm. The applicability of the method for continuous detection of target tracks that can originate and terminate at any scan is also demonstrated, In addition, the operating characteristics as a function of the clutter density are also provided. Simulation results on all the cases are presented