基于K-Medoids聚类的多传感器航迹关联算法

为有效解决目标密集环境下的航迹关联问题,提出了一种基于K-Medoids聚类的航迹关联算法.该算法采用局部航迹与系统航迹进行关联的策略,将系统航迹作为Medoids,降低了需要关联的航迹对数量,避免了K-Medoids的固有缺陷,很大程度上提高了关联算法的效率.通过采用无穷范数计算采样点点迹距离求出了两条航迹的近似距离,这使得关联判决能考虑历史和当前航迹,提高了正确关联率.在多传感器多目标环境下讨论了其具体实现过程,仿真实验结果验证了该算法的有效性和优越性.该算法在存在噪音和离群点时,具有很强的健壮性,适合目标密集环境.     

机动目标跟踪波形和检测门限自适应算法

由于现有雷达目标跟踪波形和检测门限自适应算法大多围绕以距离、距离率作为量测的一维运动目标展开,忽略了角度对目标跟踪的影响,从而无法对目标进行跟踪定位。为此,提出一种杂波背景下针对二维机动目标跟踪的雷达波形和检测门限联合自适应算法。首先,对传统基于时延-多普勒分辨单元的理论作进一步扩展,设计出一种包含距离-距离率和方位为量测的具有“棱柱”结构的分辨单元;然后,给出了包含波形参数和检测门限的量测误差协方差的联合近似表达式;最后,利用认知雷达思想,以滤波误差协方差的迹最小为代价函数自适应选择下一时刻的波形参数和检测门限,以提高系统的跟踪性能。仿真结果表明,波形和检测门限联合自适应算法的跟踪性能要明显优于传统的固定参数跟踪算法。     

长航迹稳定跟踪的雷达功率分配算法

分布式组网雷达系统在处理跟踪任务时,低信噪比会导致目标检测概率小于1,进而可能导致目标航迹中断。为此,提出了一种长航迹稳定跟踪的分布式组网雷达功率分配算法,通过对雷达系统功率资源的优化配置,同时保证了航迹连续性与良好的系统跟踪性能。首先建立了分布式雷达回波信号及量测模型,然后推导了不确定性量测下的贝叶斯克拉美罗界(BCRLB),进而建立了功率分配问题数学模型。该优化问题中包含复杂非凸约束,为了对其进行高效求解,最后提出了一种基于凸优化的自约束功率分配(SCPA)算法。仿真结果表明,所提SCPA算法可以保证跟踪全阶段所有目标航迹不中断,并保持良好的跟踪性能。     

基于多传感器信息融合的多目标跟踪与仿真研究

针对战场目标跟踪中雷达获得的目标角度精度低的问题,引入了高精度的红外方位探测信息进行关联,用以修正融合航迹点的方位角;建立了基于坐标变换和自适应α-β滤波的数据关联快速算法模型;进行了模拟战场实际目标的仿真试验。仿真结果显示：雷达与红外数据关联融合后,目标方位角和俯仰角的最大误差分别为6 mrad和5 mrad。表明该算法充分利用了红外与雷达的互补性,能很好地跟踪目标,达到了降低目标航迹的方位角和俯仰角跟踪误差的目的,使航迹状态估计更加精确。     

双基地雷达距离跟踪建模及粒子滤波研究

双基地多普勒雷达是指将发射机和接收机分置在不同的地点或飞机上的一类雷达系统。该文建立了一类双基地多普勒雷达距离跟踪模型,由于双基地多普勒雷达系统所对应的量测模型具有高度的非线性,从而造成了滤波的困难,为此,该文提出了一种基于粒子滤波的概率数据关联算法用于解决上述困难,通过仿真,在相同的系统模型下将其与传统算法进行比较,证明前者具有更好的非线性滤波性能。     

多传感器系统误差特性匹配的动态估计与补偿算法

针对非合作目标场景下多传感器系统误差估计的工程应用问题,提出了一种面向工程应用的多传感器相对系统误差动态估计与适配性处理算法(μ-DECA),提高了多传感器融合系统的精度和稳定性.建立了系统误差实时估计模型,设计了一种多传感器相对系统误差动态迭代估计与补偿算法,使得各传感器原始点迹和融合航迹的误差特性趋于一致,克服了多...     

基于ASIFT改进算法的无人机图像特征匹配方法研究

无人机图像纹理丰富、特征显著,在机器视觉三维重建及机器人导航中应用广泛,但其视角变化大,且易倾斜。传统的尺度不变特征变换(SIFT)算法和Affine SIFT(ASIFT)算法等图像特征匹配算法误差较大,难以满足应用要求。针对该问题,提出了一种基于ASIFT的改进算法。首先用ASIFT算法模拟图形畸变,然后利用SIFT算法中的k d树算法对最邻近特征点进行快速搜索匹配,最后加入随机抽样一致算法,得到匹配对的参数模型,同时对不符合模型的误差匹配对进行剔除。实验结果表明,该算法可以优化匹配效果,提高匹配速度。     

改进的三次相位函数法LFM雷达信号参数估计

为了研究对线性调频(LFM)雷达信号的参数估计,提出了利用改进的三次相位函数法对LFM雷达信号进行参数估计.三次相位函数法可提取信号的相位函数的各项系数,并且只需通过二阶非线性变换在信号参数空间形成最大值来进行估计参数,具有较高的精度和良好的低信噪比能力,但是计算量较大.针对三次相位函数法计算量大的问题,提出调频斜率搜索范围设定准则及双尺度调频斜率搜索法,可减少大量计算量,同时保持了低信噪比下的算法精度.仿真测试结果表明,新算法有效地减小了计算量,并且保证了低信噪比下的算法精度,算法性能得到了提高.     

航迹关联指派算法研究

为了解决多目标航迹关联问题,将假设检验方法和线性指派算法综合起来形成了检验优先和指派优先两类方法．针对3种典型算法在雷达探测能力受限或者目标密集场景下容易出现错误关联的问题,提出了一种改进的检验优先算法．该算法通过惩罚性地增加虚拟目标的关联代价来改善关联性能．设计最简单的二目标场景和多目标场景对该算法进行了仿真．仿真结果表明,该算法在目标密集和雷达检测概率下降时仍然能够保持较高的关联性能．     

Short-arc association algorithm for joint observation of multiple star sensors

The star sensor is a high-precision attitude sensor with the ability to shoot space targets intermittently.It can be used as a new type of space target monitoring platform.Accurately associating the track segments of the star sensor with intermittent observations is the prerequisite for precise orbit determination of space targets.In order to solve the problem of trajectory association where the initial orbit cannot be determined because the target observation time is too short,a short arc association algorithm for space targets based on hypothetical boundary values is proposed.By using the multi-satellite sensor joint positioning method,only the angle measurement data of the star sensor are converted into the spatial coordinates of the target,and each point from the track segment to be associated is taken as a boundary.Based on the boundary association hypothesis,the theoretical values of the space target orbit under all assumed boundary conditions are calculated.The Mahalanobis distance and chi-square test are used to make related judgments.The algorithm in this paper can better adapt to many-to-many track association,and can reject uncorrelated tracks more accurately.After simulation,the algorithm in this paper is superior to the short arc correlation method based on the admissible region to determine the initial orbit and sine fitting in terms of association accuracy and execution time.     

分布式异类传感器网Hough变换航迹起始算法

为解决异类传感器网异步采样条件下的航迹起始问题,提出分布式异类传感器网Hough变换航迹起始算法.该算法利用多传感器多采样周期测量建立候选目标集,用极大似然法估计候选目标的状态;采用Hough变换建立参数空间直方图,并对参数空间直方图聚类实现航迹探测;建立目标初始方位角直方图和目标速度直方图,分别对两个直方图聚类实现目标探测;找出与目标相关的测量,利用这些测量估计目标的状态.仿真结果表明,该算法能有效实现航迹起始.     

主被动结合的协同定位模型研究

从信息融合的角度研究了编队协同中的导航定位问题,提出了一种主被动结合的协同定位算法。推导了二维情况下,确定伪测量和相伴误差协方差矩阵的模型。在有固定参照物的情况下,只需要一个PPLI定位信息就可以实现平台的协同定位。     

航天飞机动力学参数的辨识算法研究

再入段复杂的环境条件导致航天飞机动态模型的结构参数以较快的速度变化，从而影响整个飞行控制系统的控制品质．对此，本文采用一种新的辨识算法估计结构参数，计算结呆验证了算法的有效性．     

拓扑序列航迹相关的高效修正算法

针对拓扑序列航迹相关法为适应较大系统误差而计算量过大的问题,首先证明了存在系统误差时,不同传感器的拓扑序列满足近似线性变换关系,然后引入空间点集的奇异值分解(SVD)匹配算法对拓扑序列进行直接计算,通过检验得到的线性变换参数来判定航迹的相关性.SVD算法是一种高效的航迹相关算法,尤其适用于远距离目标的拓扑序列近似.通过仿真,验证了SVD算法的有效性,不但计算时间降低了90%以上,而且避免了拓扑序列法在进行角度和径向距离步进匹配时步长选择的难题,提高了航迹的相关成功率.     

基于边缘特征的虚实图像精确配准

3D模型的虚拟图像与可见光图像（实图）的配准可以增强信息的互补性,在通过INS装置粗配准后,其配准问题变成了经典的多模态图像精确配准问题。本文提出了一种基于边缘信息全局最优匹配的3D模型图像与可见光图像精确配准算法。该算法首先基于相位一致性模型提取3D模型图像与可见光图像视觉相似的边缘结构;再采用模拟退火算法搜索求解在边缘配准度最大对应的空间变换模型的最优参数值。4组实验结果表明,本文算法能够充分利用图像间的相近似的边缘结构和模拟退火算法得到配准变换参数,有效地实现多模态图像（不同光照及对比图像对,不同传感器的航拍图片对,虚拟3维视图与可见光图像）的精确配准。     

双摄像机结构光三维测量系统自标定方法

针对双摄像机与投影仪结构光三维测量系统的标定问题,提出了极线约束条件下的自标定方法．依据极线约束理论,通过标定物上特征点与对应双摄像机的两个像点确定极线方程,建立了两个摄像机之间的平移和旋转关系矩阵．将多编码周期三角形灰度分布图案投射到标定物,获取特征点在投影仪上对应点的坐标,采用改进8点法建立投影仪与双摄像机关系矩阵的两个估计矩阵,利用对极距离为目标函数进行估计矩阵优化,得到双摄像机和投影仪的参数矩阵．采用该系统对平面和人脸进行了三维测量实验,结果表明平面测量的最大绝对误差不大于1．7mm,相对误差不大于0．18％,表明了该三维测量系统自标定方法的有效性．     

3维坐标系下的飞行冲突探测算法

冲突探测是空中交通管理的主要辅助决策工具.针对中国空中交通管理发展过程中面临的飞行冲突问题,提出了3维坐标系下的飞行冲突探测方法.首先根据飞行轨迹的特点提出了按时间整合航路段后求解冲突概率,以提高连续求解冲突概率的效率;其次,算法中考虑了自由飞行中高度层变化的飞行冲突情况.使用Monte Carlo方法进行大量仿真实验,分析了轨迹误差、精度参数对冲突概率值及虚警的影响.实验结果证明了算法的有效性和实用性,具有较好的参考价值.     

多站雷达功率分配自修正凸松弛算法

为了在发射功率有限的情况下提高雷达性能,提出了一种用于多站分布式雷达对目标定位时采用的功率分配算法．首先给出了多站雷达对目标定位时误差的克拉美罗下界,并将其作为代价函数进行功率优化分配;其次,将目前流行的凸松弛算法加以改进,通过对凸松弛参数的自修正减少凸松弛算法引入的额外误差,并逼近最优结果,充分利用了有限的多站雷达系统发射资源;最后,仿真结果验证了所提算法的有效性．     

量测划分的PHD航迹关联算法

高性能空中机动目标跟踪是现代预警雷达的核心任务之一.为了提高概率假设密度(PHD)滤波器的多目标跟踪性能,提出了一种基于量测划分的PHD航迹关联算法.考虑到传统PHD滤波无法给出目标各自的航迹属性信息,而且当跟踪区域存在大量杂波时,滤波效率严重降低;同时,对于密集邻近多目标跟踪,传统方法还存在不同目标跟踪的量测不匹配问题.针对上述问题,提出了分类检索的椭球门限量测划分方法,并将其应用到改进的高斯项权值重新分配的PHD航迹关联算法中,首先对每一步得到的量测集合通过分类检索的椭球门限方法,划分为已存在目标、新生目标和杂波的量测子集,再分别对各类目标使用对应的量测子集进行跟踪滤波,这样去除了杂波对真实目标的无效更新计算,提高了航迹关联算法的计算效率;其次,通过引入一种新的权值分配规则,调整邻近目标的高斯成分的权值大小,大幅减小了邻近目标的状态提取误差,提高了相邻目标的跟踪估计精度.大量数值仿真表明,所提方法明显改进了滤波计算效率和邻近目标跟踪精度.     

雷达卫星标校的工程实现研究

为确保雷达系统的测量精度,给出了一种用于标校雷达动态跟踪过程中系统误差的工程实现方法--卫星标校法。该方法通过观测卫星轨迹,将量测值与真实星历值比对,通过最优化解法标定雷达的系统误差。考虑雷达结构特点导致的误差和大气折射误差修正后的残余误差,建立了卫星标校的系统误差模型。最后,采用实测数据验证了该误差模型的可行性与可靠性。该方法在标校过程中不受人为、天气等因素影响,可以适应雷达的动态技术状态。