基于GM-CPHD滤波算法的主动声呐目标跟踪

水下多目标运动状态估计一直是主动声呐目标跟踪的难点问题。为了实现对可变数目水下多目标运动状态的估计,将随机有限集理论应用于多目标跟踪,不仅避免了多目标跟踪数据关联问题,而且解决了多目标跟踪过程中可变数目目标运动状态估计。传统的PHD滤波算法对目标数目估计存在敏感性,虽然CPHD滤波算法引入了对势分布的估计提高了对目标数目估计的精确性,但同时也增加了其计算量。对于高斯线性目标跟踪系统,GM-CPHD滤波算法对目标数目的估计比GM-PHD滤波更加精确。利用椭圆跟踪门策略减小了GM-CPHD滤波算法的计算量。同时,结合水下目标跟踪的特点,利用声呐方程得到一定虚警概率条件下的检测概率与距离关系的解析式,提出了一种适合于水下目标跟踪的自适应检测概率GM-CPHD滤波算法,仿真结果表明:该算法在多目标跟踪中可以更有效地实现目标状态及数目的估计。     

并行高斯粒子滤波被动多目标跟踪新算法

针对多目标跟踪的数据关联及多目标状态空间尺寸随目标数增多而增长的问题,提出了一种跟踪新算法,假定各目标的状态与过去的观测相互独立,可以多路并行处理,采用马尔可夫链蒙特卡罗(MCMC)方法计算目标与观测的关联概率,利用高斯粒子滤波(GPF)独立估计单个目标的状态,采用拟蒙特卡罗(QMC)方法近似各目标的预测及更新分布.将该算法应用于被动多传感器多目标跟踪,仿真结果表明,所提算法比联合概率数据关联滤波器(JPDAF)、马尔可夫链蒙特卡罗数据关联滤波(MCMCDAF)及蒙特卡罗联合概率数据关联滤波(MC-JPDAF)具有更好的跟踪性能.     

多普勒信息辅助的杂波环境下多目标跟踪算法

传统雷达目标跟踪方法仅利用目标的位置信息进行数据关联,在处理密集杂波环境下的多目标跟踪问题时,容易产生虚假航迹,甚至出现误跟、失跟的现象。该文针对此问题提出一种多普勒信息辅助的杂波环境下多目标跟踪算法。首先引入多普勒信息带来的观测方程非线性,以及速度观测与距离观测之间的相关性问题,基于IPDA-UKF算法框架,综合利用目标的位置和速度信息构建多维关联波门,利用多维信息进行有效量测的筛选,从而将一个多目标数据关联的问题转化为多个单目标数据关联的问题,然后采用IPDA-UKF分别估计各个目标的存在概率和运动状态。仿真结果表明:相比其他算法,该算法充分利用距离和速度之间的相关性,不仅降低了杂波环境下多目标数据关联的复杂度,提高了数据关联的效率,而且目标跟踪精度也得到了明显提升。     

基于类云模型聚类的多目标数据关联算法

针对多目标跟踪中的数据关联问题,提出一种基于类云模型c-均值聚类的数据关联算法.该算法采用类云模型c-均值聚类算法对目标有效回波进行聚类,将聚类中心作为目标最终观测值,运用最近邻法对聚类中心与航迹进行关联,用Kalman滤波器进行状态估计.实验结果表明,本算法与联合概率数据互联算法相比,跟踪精度高,计算量小,更适应于工程应用.     

时间偏差校准分布式多传感器多目标跟踪算法

由于信号处理、量测采集延时等原因,导致多传感器系统中存在量测时间戳不准确,即量测时间偏差。针对量测存在时间偏差的分布式多传感器系统,提出一种时间偏差校准分布式多传感器多目标跟踪算法。在局部处理器,针对传感器量测存在虚警和漏检的情况,基于联合概率数据关联(JPDA)和扩展卡尔曼滤波(EKF)算法进行多目标跟踪,估计出存在时间偏差的局部航迹。在全局处理器,针对局部航迹时间偏差导致全局航迹精度下降的问题,首先,采用逆卡尔曼滤波基于局部航迹构造等效量测,针对匀速直线运动目标,推导出相对时间偏差伪量测方程并给出计算方法;然后,提出一种基于伪量测的相对时间偏差估计算法,采用递推最小二乘估计与卡尔曼滤波在空域及时域实现了相对时间偏差的联合估计;最后,设计一个时间偏差校准分布式多传感器多目标跟踪架构,联合进行时变时间偏差估计与补偿、"等效量测-全局航迹"关联和全局航迹更新。虚警和漏检下的多传感器多目标跟踪仿真结果表明:量测存在时间偏差情况下,所提算法可以有效提高融合后的全局航迹精度。     

一种伪粒子滤波的多目标跟踪方法

针对经典粒子滤波方法进行多目标跟踪的发散问题,基于经典粒子滤波原理和聚类算法,提出一种伪粒子滤波方法．通过对经典粒子滤波重要性重采样结果进行聚类分析,获得相应目标的粒子子群集合以及相应的不动点．并证明了选取近于目标区域大小的聚类核函数带宽,聚类不动点即逼近目标的最大后验概率分布．通过数据关联确定多目标的最终状态．实验结果表明,该算法解决了经典理论的发散问题,可以完成实时多目标跟踪,且具有鲁棒性能和一定的生物视觉仿生功能．     

采用粒子滤波和模糊聚类法的非线性多目标跟踪

提出一种新的非线性多目标跟踪方法,用模糊聚类算法实现数据关联,采用粒子滤波实现对各目标的独立跟踪．首先利用最大熵模糊聚类对目标和观测数据进行关联,采用模糊隶属度重建多目标滤波中的联合关联概率矩阵．然后利用粒子滤波适于处理非线性问题的特点,通过联合关联信息,采用粒子滤波独立对各目标进行滤波,实现对目标状态的更新．最后,将该算法应用于多传感器多目标纯方位角跟踪．仿真结果表明,相比于联合概率数据关联算法及MEF-JPDAF,新算法具有更高的跟踪精度．     

估计偏差修正扩展卡尔曼滤波新算法

针对扩展卡尔曼滤波跟踪器在非线性系统目标跟踪过程中容易发散这一难题,在时差频差测量体制下,提出了一种基于估计偏差修正的扩展卡尔曼滤波算法．首先利用加权最小二乘算法求解标准扩展卡尔曼滤波状态估计偏差并进行线性修正;然后重新计算观测矩阵并且再次进行滤波估计,以减小局部线性化截断误差对于观测矩阵的影响,提升目标状态跟踪精度．仿真结果证明了所提算法具有较好的目标跟踪性能．     

基于序贯最小二乘的雷达网误差配准方法

为实时估计雷达网系统偏差，针对广义最小二乘配准方法不能实时估计传感器偏差的问题，提出了基于序贯最小二乘的雷达网误差估计方法，该方法在广义最小二乘配准模型基础上，采用序贯最小二乘方法来估计系统偏差，不必存储过去的测量数据，能够实时估计系统偏差．仿真表明该方法的有效性．     

基于有效预测区域的模糊数据关联

多目标多传感器跟踪系统由数据关联和目标状态估计两部分组成,数据关联是多目标跟踪系统研究的核心。数据关联和目标状态估计两部分既有一定的独立性又有密切的联系,而将两部分合理地结合对提高跟踪系统的性能是重要的。该文以跟踪目标的有效预测区域为依据,利用基于Mahalanobis距离的模糊均值聚类方法解决数据关联问题,在一定程度上将数据关联和目标状态估计两个不同的过程相结合,仿真计算说明了其有效性。     

测向交叉定位系统的动态航迹起始算法

提出了一种两站测向交叉定位系统多目标跟踪的动态航迹起始算法。该算法根据启发式规则消除一部分虚假定位点,用Hough变换法检测出所有直线航迹,再利用逻辑法起始真实目标的航迹。对存在虚警、漏检和目标数量未知的复杂环境的仿真研究,证明了该算法的有效性。讨论了新算法由两站系统推广到多站系统的方法,避免了多站测量数据关联的NP完全问题。     

组网无源雷达高速多目标初始化及跟踪算法

针对无源相参雷达系统多个高速机动目标跟踪问题,提出一种扩展的多模型概率假设密度滤波器的粒子滤波实现方法． 传统的多模型概率假设密度滤波器假定新生目标的强度函数先验已知,但是无源雷达背景下新生目标可在监视区域任意位置出现,且速度取值范围大,此时传统方法失效． 基于传统多模型概率假设密度滤波器,利用各时刻远离多目标状态估计的定位结果,自适应初始化各时刻新出现的目标,有效跟踪多个高速机动目标． 仿真实验验证了该方法的有效性．     

分布式结构下主/被动雷达抗假目标干扰方法

针对欺骗式假目标干扰,提出一种利用分布式融合结构主／被动雷达网的距离欺骗式假目标鉴别算法．首先利用主动雷达中的量测值来联合被动雷达进行航迹起始,并在航迹起始阶段剔除部分假目标; 之后,主动雷达和被动雷达独立地对目标进行跟踪滤波; 对于主动雷达中已形成稳定航迹的假目标,利用航迹关联的方法将其剔除．仿真结果表明,这种方法可以在保证真实目标鉴别概率的前提下,对欺骗式假目标进行有效的鉴别,降低主／被动雷达网的被欺骗概率．     

随机集粒子滤波的快速被动数据关联算法

针对杂波干扰环境下的被动多目标跟踪问题,将多站集中式融合方法与概率假设密度粒子滤波递归过程相结合,实现被动多目标跟踪．进一步,将概率假设密度粒子滤波递归过程并行化处理,每个目标使用单独滤波器跟踪,避免了大量粒子的聚类过程,简化算法复杂度,进而提出一种快速被动数据关联算法．实验结果表明,与传统算法相比,新算法可以在不增加额外计算负担的基础上,有效得到每个目标的航迹．特别对于目标发生交叉的情况,能很好地区分每个目标的航迹．     

相对运动多目标的逆合成孔径雷达成像

由于非合作的机动多目标相对于雷达射线的姿态是时变的,而且目标间可能存在相对运动,给逆合成孔径雷达(ISAR)成像造成较大的困难。当多目标间存在相对运动时,直接利用常规补偿方法通常得不到满意的结果。该文建立了目标相对运动的模型,分析了相对运动对成像的影响,提出了一种新的相对运动补偿算法。该算法对存在相对运动的目标在距离上利用Keystone变换进行分离,提取相对运动目标的回波,分别利用Autoclean算法进行运动补偿。模拟和实测数据的成像结果表明,该算法是可行的。     

一种基于概率密度的多基阵声测被动定位算法

研究了基于概率密度分析的多基阵声测被动定位方法，并对定位算法和误差进行了理论分析和数值仿真。该方法将单基阵估计的目标方位看成是满足一定概率分布的一种可能的目标位置测量子集，根据每个单基阵得到的目标位置概率，计算目标位置在整个空间的概率密度分布，将概率密度最大点作为目标位置。研究结果表明，该声测被动定位方法的定位精度明显优于几何交叉定位法，具有重要的实用价值，它不仅可直接用于空中运动目标的探测和定位，而且也适用于地面运动目标的探测与定位。     

基于外辐射源空域信息测量的无源定位算法

针对基于外辐射源进行定位具有抗干扰、反隐身等特点,提出了一种在方位角、俯仰角信息的基础上,增加角度变化率信息的单站无源定位方法。同时引入一种适应非线性系统的修正协方差扩展卡尔曼滤波（MVEKF）算法,与推广卡尔曼滤波器（EKF）相比,MVEKF能更好地解决量测模型非线性问题。计算机仿真结果表明,该定位方法具有较好的定位精度和定位速度,具有很大的实用价值。     

MIMO-OFDM系统中一种新的低代价信道估计方法

准确的信道估计是保证MIMO-OFDM系统传输质量,发挥其优越性的关键．文中提出了一种适于MIMO-OFDM系统的低代价信道估计算法,采用新的导频结构,利用低阶LMMSE插值的方法估计信道响应．理论分析与计算机仿真表明,这种方法的估计精度高、跟踪能力强、并且实现复杂度低,因此具有重要的实际意义．     

低空目标高精度无源时差定位方法

提出了一种改进的无源时差定位方法．该方法在主站增加对目标仰角的测量,形成了一个包含3个子系统的冗余定位系统．首先从各子系统获得3组含有模糊的定位结果,然后通过最近邻匹配消除定位模糊,最后对各子系统消除定位模糊后的结果进行简化加权最小二乘(SWLS)融合,获得了比传统无源时差定位方法更好的性能．仿真结果表明,目标高度较高时,改进方法与传统方法的定位精度相当;而对于低空目标,改进方法的定位精度远高于传统方法．     

扫描成像系统的回波信号检测方法

为实现对隐蔽性很强的、被动工作的红外系统的有效探测，讨论了光学系统的后向反射特性，提出应用单频调制的连续激光对扫描式红外热成像目标进行有效探测的新方法．针对目标回波信号特征，提出利用回波信号的相位信息，采用直接采样的数字正交检波技术实现对低信噪比回波信号的可靠检测．应用该方案对实际目标回波信号获得了满意的检测结果．