多传感器多目标跟踪及航迹融合系统

多传感器数据融合能够实现信息互补以提高目标跟踪精度、识别能力以及增强系统的抗干扰性,因此受到广泛关注。本文主要针对雷达和红外跟踪及航迹融合的体系结构,对目标跟踪、航迹关联和航迹融合的各个算法进行详细描述及仿真。仿真结果表明,基于雷达和红外传感器数据融合跟踪相对于单传感器的跟踪,性能有所提高。      

采用序贯滤波的红外/ 雷达机动目标跟踪

当机动目标状态是非平稳和非线性时,红外传感器和雷达的目标状态方程和量测方程都是非线性和非高斯的,为了解决经典跟踪算法的残差较大或发散的问题,提出一种新的融合跟踪算法:在对红外传感器和雷达的量测数据进行时间对准和同步融合后,将融合后的量测数据送入重抽样粒子滤波器进行处理以预测和跟踪机动目标.最后给出了一个仿真跟踪实例,并与同类多雷达跟踪的效果进行了比较,说明了异类融合跟踪优于同类多雷达融合跟踪.     

一种基于树形结构融合的目标跟踪算法

针对空中机动目标,利用目标多普勒信息和红外辐射信息建立具有树形结构的红外雷达跟踪系统状态估计模型.基于无迹卡尔曼滤波方法,提出一种自适应双波段红外并行融合算法,并基于红外融合结果,采用序贯滤波融合方法,与雷达传感器实现深层交互多模型融合估计.通过仿真表明了所提出的方法具有更小的距离跟踪误差和良好的跟踪精度.     

多传感器信息融合的目标跟踪研究

为了提高红外与毫米波雷达双模制导系统的目标跟踪精度,提出了将UKF用于红外和毫米波雷达的数据处理,采用分布式融合结构,通过对两传感器的滤波协方差矩阵的相关估计,将滤波协方差矩阵和状态估计进行融合。该方法应用于红外与毫米波雷达双模制导系统的目标跟踪仿真,仿真结果表明：与单传感器系统相比,该方法提高了制导系统的目标跟踪精度。     

要地防护反无人机系统设计与实现

提出了一种要地防护反无人机系统设计与实现方法,重点解决了雷达、光电红外、无线电侦测等异类传感器的数据融合以及协同探测等问题.针对小型无人机目标特性,提出了基于多源异类传感器的航迹融合规则;针对雷达与光电红外协同精度不匹配的问题,提出一种光电扇扫搜索的方法,实现了对小型无人机的多传感器接力探测与连续稳定跟踪及有效反制.该系统已在某国家公祭日安保、某核电站低空保障等实践中得到应用实践,有效提高了对小型无人机的探测、跟踪、识别、处置能力.     

传感器自适应跟踪算法研究及仿真系统实现

雷达和红外作为目标跟踪常用的两种探测手段,各有其优缺点,利用雷达高精度的距离测量和红外高精度的角度测量,通过信息融合技术充分实现二者的优势互补,并结合交互式多模型(IMM)跟踪思想,给出对目标位置的精确估计;设计基于雷达/红外多传感器跟踪平台的自适应融合跟踪算法,实现根据目标不同运动特性进行跟踪模型灵活、合理切换的自适应目标跟踪,改善对目标的综合识别,达到更好的跟踪效果;选取当前工程实践中广泛应用的目标运动模型,设计基于VC++环境的目标跟踪仿真系统软件,并利用MFC界面制作技术创建可视化目标跟踪仿真软件平台,对跟踪算法性能进行验证。     

一种新的异类传感器信息融合算法

针对典型的雷达和红外异类传感器信息融合系统,提出了一种新的雷达和红外信息融合算法。对雷达和红外传感数据进行了预处理,分别滤波得到各自的局部航迹,基于线性最小均方误差准则（Linear Minimum Mean Square Error,LMMSE）对局部航迹进行融合以得到最终航迹。仿真结果表明：该算法可以对雷达和红外传感器进行有效融合并大幅提高航迹跟踪精度。     

一种基于MapInfo的多传感器组网视景系统设计

文章基于MapInfo Active X插件,在VC6.0开发环境下进行二次开发,结合数据融合技术,设计了一套多传感器组网系统软件体系结构框架,实现了一种多传感器组网视景系统;该系统实现了多传感器覆盖空域内目标航迹的显示、跟踪、融合,创新性地将电子地图与雷达视景进行叠加显示,满足了系统实时性并提供了逼真的视觉效果。     

一种新的雷达和红外融合算法

针对作机动飞行的空中目标,利用目标多普勒信息和红外辐射信息,建立具有Markov跳交参数的红外系统距离估计模型,基于结构随机跳变系统最优滤波理论,提出了一种红外系统距离估计算法.基于交互式多模型算法(IMM),以红外测距为伪距量测,提出了一种新的主动雷达和红外融合算法.对一个高机动目标跟踪进行了仿真,结果表明红外距离估计误差小,融合算法跟踪精度高,性能良好,易于工程实现.     

受限工作模式下航迹融合多目标跟踪算法研究

针对实际目标跟踪系统中，传感器工作常常受到限制，以满足跟踪精度和隐蔽性双重 要求的工程应用问题．研究了杂波环境下，采用红外(主传感器)始终工作、雷达(辅传感器) 间歇工作的特殊传感器工作模式，红外\雷达双传感器航迹融合多目标跟踪算法及实现．仿 真表明可以达到跟踪精度与隐蔽能力兼顾的系统要求．     

雷达与ACARS数据融合研究

为了更好地利用雷达与ACARS进行空中目标监控,研究了雷达与ACARS的数据融合问题,提出了一种数据融合算法。对雷达与ACARS数据进行坐标变换和时空配准;对二者进行航迹关联,包括空间粗关联、逻辑航迹关联和多义性处理;对关联航迹进行融合。仿真结果表明,该算法可以提高空中目标监控的数据率,识别出雷达中的部分商用和通用航空飞机,得到目标更加详细和准确的信息。     

Sensor integration and data fusion

The problem of sensor integration and data fusion is addressed. We consider the problem of combining information from diversified sources in a coherent fashion. We assume that information from various sensors may be available in different forms at the fusion. For example, data from infrared (IR) sensors may be combined with range radar (RR) data and further combined with visual images. In each case, data and information from different sensors are presented in a different format which may not be directly compatible for all sensors. Part of the available information may be in the form of attributes and part in the form of dynamical measurements. A generalized evidence processing theory and an architecture for sensor integration and data fusion that accommodates diversified sources of information are presented. Data (or, more generically, information) fusion may take place at different levels, such as the level of dynamics, the level of attributes, and the level of evidence. The common and different aspects of fusion at the different levels are investigated and several practical examples of real world data fusion problems are discussed.     

雷达多目标方位测量数据的一种处理方法

多目标数据关联是雷达数据融合过程中的重要一环。针对分布式雷达组网模式 ,在目标批数未知的条件下 ,提出了一种杂波环境下的多目标点迹关联算法。该算法利用雷达对目标的方位测量数据 ,通过引入关联矩阵 ,建立多目标多雷达数据关联数学模型 ,采用模拟退火技术 ,在使似然函数最大化的意义下求取关联矩阵和监视空域中目标的批数。根据多个雷达的多个采样周期的关联矩阵 ,建立各雷达测量数据之间的相关关系 ,为目标跟踪和数据融合提供前提条件。模拟仿真结果表明了算法的有效性。     

基于多特征参数的雷达数据关联及融合

在高密集多回波环境下,针对多雷达系统参照目标位置信息参数进行跟踪时可能出现关联精度较差的问题,加入多普勒频率参数,提高对目标跟踪的精度。针对数据融合过程中各雷达产生的误差不一致问题,提出一种动态分配权值的策略,将带有权值的各雷达数据送往融合中心进行融合计算。仿真结果表明,该方法能改进雷达系统的跟踪精度。     

基于IR/MMW复合导引头信息融合的目标模拟器设计

我们设计了一种旨在评估凝视红外和毫米波雷达信息融合处理器硬件设计方案的正确性及目标跟踪滤波算法的抗干扰性能和对机动目标跟踪的稳定适应性能的目标模拟器;结合红外和雷达探测目标的原理介绍,详细阐述了红外成像和毫米渡雷达前端信号检测获得的目标状态信息的模拟方法及动态攻击仿真软件的结构框架设计和具体编程实现方法;最后通过动态攻击仿真实例和单双模跟踪精度对比,说明了目标模拟器设计的有效性.     

舰载机多雷达传感器任务分配与采样间隔融合优化算法

针对舰载机协同探测中多雷达传感器资源配置问题,提出一种多目标跟踪场景下的多传感器数据率管理与任务分配融合优化算法.在基于协方差控制的多传感器分配模型基础上,加以目标优先级和传感器效能条件约束,建立一种多传感器数据率管理与任务分配融合优化模型.将驻留时间改进因子引入序贯卡尔曼滤波算法,计算不同采样间隔下传感器组合状态估计...     

一种雷达和摄像机的空间标定方法

多传感器融合技术已经广泛应用在智能汽车环境感知领域中;雷达和摄像机的空间标定是伴随信息实时融合的道路检测技术的基础;结合智能汽车的实际应用,提出了针对激光雷达和摄像机的空间标定方法;通过特制的标定板来获得雷达数据和图像数据,选取激光雷达坐标系作为世界坐标系,通过参数拟合的方法来求取图像坐标系与雷达坐标系的变换关系,进而实现两种传感器的空间配准;该方法只需要标定板就能够完成激光雷达和摄像机的空间标定,标定精度高,实现了多个传感器世界坐标系的统一,避免了后续处理中数据解释的二义性;实验结果表明这种方法简单准确,满足系统要求。     

综合利用各类信息的红外/雷达数据关联

异类传感器数据关联是数据融合中的一个难点,综合利用角度和其他特征信息是改善异类传感器数据关联的一个重要途径.对于雷达在直角坐标系对目标进行跟踪、红外传感器在修正的球坐标系对目标进行跟踪情况,文章综合利用角度、角度变化率和ITG(Inverse-Time-to-Go)信息,构建了新的关联统计量,并进行了计算机仿真.结果表明,所给出的新关联统计量较之只利用角度或角度变化率的关联统计量有更好的关联性能.     

基于激光雷达多源数据融合的路障检测系统设计

车辆行驶模式的改变会导致道路障碍观测盲区的出现,如何在满足车辆运行安全的条件下,对道路障碍进行快速检测已经成为了一项亟待解决的问题;基于此引入激光雷达多源数据融合理论,设计路障检测系统;利用多源以太网接口电路,提供激光图像传感器、路障特征提取分类器、TVPS150PBS图像解码器所需的应用电子量,再借助可编程逻辑器件,对待融合多源数据进行整合,完成路障检测系统硬件设计;规划雷达工作模式的识别环境,利用多源异构传感器设备,对检测角点特征进行提取处理,整合上述所有数据信息,完成雷达脉冲组序列的建模处理,实现基于激光雷达多源数据融合路障检测系统的应用;实验结果表明,激光雷达多源数据融合原理支持下路障检测系统的PF指标最大数值与最小数值的差值为60 MHz;PR指标的差值为4800 MHz,PW指标的差值为700 MHz;以上指标表明所设计系统的观测盲区更小,可在满足车辆运行安全的条件下,实现对道路障碍的快速检测.