基于交互式联邦多模型的多传感器融合算法

针对多传感器机动目标跟踪过程中的航迹滤波发散问题,提出了一种将联邦滤波器与交互式多模型滤波算法（IMM）相结合的交互式联邦多模型融合算法IFMM.在IFMM算法中各传感器均具有相同的滤波模型集合,各传感器在同一模型下所产生的滤波结果先采用联邦滤波算法进行融合,然后采用IMM算法对各模型融合结果进行综合,产生目标状态的全局估计.仿真结果表明,IFMM有效提高了机动目标运动状态估计的精确度和稳定性.     

采用模糊推理自适应加权融合的双色红外成像目标跟踪

针对双色红外成像制导系统中多传感器目标跟踪的实际问题,提出了一种基于模糊推理自适应加权融合的目标跟踪算法。该算法首先采用BP神经网络与模糊推理相结合的方法对各传感器的工作性能进行判决;然后根据各传感器的性能测度对多传感器测量数据进行自适应加权融合,得到目标状态的多传感器重建测量;最后采用卡尔曼滤波器对多传感器重建测量进行滤波得到目标状态的最终估计。实验结果证明了该算法的有效性和稳健性。     

非线性系统的异步多速率数据 融合估计算法研究

 研究了一类非线性时变动态系统的状态估计问题,在不同传感器以不同采样率异步对同一目标进行观测时,提出了一种有效的数据融合估计算法.通过建立多尺度模型,将异步多速率系统形式转化为同步多速率系统;在每一步分别进行状态的预测和更新.在状态和观测预测时,采用强跟踪滤波(STF)算法;在状态更新时,采用有反馈分布式结构,顺序的利用每一个传感器的观测信息去更新状态的估计;从而基于给定的非线性系统模型,得到融合所有异步、多速率传感器观测信息的状态估计结果.该方法不需要对状态或观测进行扩维,计算量适当,从而保证了算法的实时性.仿真结果验证了算法的有效性.     

基于强跟踪滤波的传感器目标跟踪算法

为了提高运动目标的跟踪精度,提出一种基于强跟踪滤波的传感器目标跟踪算法.首先通过传感器节点测量目标的状态值,并通过融合中心对信息进行融合,然后利用Cholesky分解技术变换成噪声独立的量化融合系统,并采用强跟踪滤波算法对目标状态进行估计,最后与其它目标跟踪算法进行对比实验.结果表明,本文算法不仅提高了目标跟踪的精度,而且具有更好的鲁棒性.     

变拓扑非完全连通网络中的分布式机动目标跟踪算法研究

完全分布式的机动目标跟踪是传感器网络等应用中亟待解决的关键问题。本文针对变拓扑非完全连通网络,提出一种基于网络共识的多模型信息滤波器( Consensus based Multiple Model Information Filter, C-MMIF)。 C-MMIF基于标准IMM框架,保证了估计最优性;并通过构造目标运动模式概率和状态估计的信息滤波形式,使节点间运算相互独立。同时,每个独立节点仅需与其相邻节点通讯,利用平均网络共识分布式优化算法对自身信息状态进行更新,实现节点间对目标运动模式及状态的一致估计。最后在无人机与地面传感器网络协同对地机动目标跟踪场景下进行算法仿真验证,结果证明该方法可以在无融合处理中心且网络拓扑变化情况下,使各节点实现对机动目标的一致有效跟踪。     

基于光电跟踪系统的联合Kalman滤波器算法研究

传统光电跟踪系统中,采用单传感器方式进行目标跟踪存在跟踪不稳定及传感器切换时跟踪精度大幅度下降等问题.利用融合光电跟踪系统多个传感器信息可以提高系统性能的特点,研究了采用联合Kalman滤波器的融合算法.首先对各传感器获取的目标轨迹数据进行局部滤波,然后由全局滤波器对各局部滤波器的目标轨迹估计进行融合处理,得到目标状态估计的更新.实验仿真结果表明,该融合算法实现了目标的稳定跟踪,其跟踪精度高于传统单传感器跟踪模式,并且有效地解决了传感器失效造成的跟踪精度严重下降问题.     

基于角度划分的2D传感器三维跟踪定位算法

根据2D传感器的扫描特点和观测信息,建立了单站2D传感器对三维运动目标的观测模型,基于该模型提出了三维匀速运动目标的仰角参数化扩展卡尔曼滤波算法。此算法将传感器的仰角观测范围划分为若干个子区间,对各仰角子区间执行并行独立的EKF跟踪算法,并根据滤波结果动态更新各滤波器的权值,最后融合各EKF估计值得到最终的目标状态估计。计算机仿真结果证明了该算法在2D传感器对三维空间内目标跟踪定位时的有效性和优越性。     

自动相关监视目标的跟踪算法研究

为了实现对新航行系统自动相关监视目标的跟踪,通过对机动目标跟踪算法进行分析研究,给出了一种基于高斯和的贝叶斯估计多模型跟踪算法。其主要思想是对多个模型滤波器滤波输出进行加权平均,每个模型滤波器采用推广卡尔曼滤波算法,当需要进行状态预测时,应用卡尔曼滤波理论进行K步迭代递推估计。该算法是解决非线性、非高斯估计问题的一个较好的变结构多模型算法。基于高斯和的贝叶斯估计算法对匀速、匀加速和强机动目标都可以达到良好的跟踪效果。     

基于RB粒子滤波的多传感器目标跟踪融合算法

构建面向多传感器信息融合系统的粒子滤波(PF)器是拓展采样型非线性滤波应用领域的关键,针对PF在多传感器融合目标跟踪系统的有效实现问题,提出了一种基于Rao-Blackwellized(RB)PF(RB-PF)的多传感器目标融合跟踪(MT-RB-PF)算法。首先,利用RB建模技术实现跟踪系统非线性状态估计的降维处理;其次,结合多传感器融合系统特点,给出一种多量测下粒子权重优化新方法用以改善粒子权重度量的可靠性和稳定性;最终,通过标准PF和卡尔曼滤波(KF)实现非线性和线性状态分量的估计,并利用状态重构方法构建当前时刻的状态估计值。理论分析和仿真实验验证了算法的有效性。     

一种基于分步式滤波的数据融合算法

本文提出了一种基于分步式滤波的多传感器动态系统数据融合算法.在由多传感器组成的分布式动态系统中,当对目标状态的所有观测值到来时,首先基于系统先前信息对该时刻目标状态进行预测估计,利用Kalman滤波器和各局部观测值依次对该时刻目标状态的估计值进行更新,从而得到该时刻目标状态基于全局信息的融合估计值.文中详细推证了融合算法的具体形式,并与传统的集中式数据融合算法在计算复杂度上进行了比较,计算机仿真表明该算法与传统的集中式算法对目标状态具有相同的估计精确度.     

一种基于费歇信息增量的多传感器对多目标的分配方法

在对序贯Kalman滤波在多传感器多目标跟踪中的应用情况进行分析之后,提出了一种基于费歇信息增量的多传感器对多目标的分配方法．该方法较好地解决了传感器的组合分配问题,并能对目标的跟踪精度实施控制,仿真结果证明了该方法的有效性．     

基于多速率传感器动态系统的多尺度递归融合估计

该文将基于模型的动态分析方法与具有统计性的多尺度信号变换方法相结合,基于最细尺度上给定的状态模型和不同尺度上给出的多速率传感器动态系统,建立了一组新的多尺度动态模型和多尺度误差模型;利用确立的尺度之间的递归关系,给出了一种新的多尺度递归数据融合估计算法,在最细尺度上获得了状态基于全局信息的融合估计值;理论推理证明了这种方法的正确性,计算机仿真验证了算法的有效性。     

李世忠，王国宏，吴 巍，苏少涛

在强对抗条件下雷达/红外双模复合制导跟踪中,雷达采用间歇工作方式可以减少敌方导弹拦截概率和电子支援措施锁定概率。文中在导弹复合制导跟踪中提出了一种雷达间歇工作下的雷达与红外序贯滤波融合算法,该算法针对雷达、红外量测时间不一致的特点,采用顺序处理结构的多传感器集中式融合方法对目标进行跟踪,在跟踪中使用了基于交互多模型和扩展卡尔曼(IMM-EKF)的序贯滤波方法,利用滤波过程中的状态估计协方差与测量误差方差进行比较控制雷达间歇工作。该算法可以自动适应雷达间歇工作,不需要在单/双传感器跟踪模式之间切换,最后通过仿真的方法分析了传感器数据率和雷达间歇工作对跟踪精度的影响。     

带反馈信息的分布多传感器航迹融合算法

为了改善传感器级的跟踪性能,本文研究带反馈信息的多传感器状态估计技术。在给出有、无反馈信息情况下的局部节点状态估计解的基础上,该文提出多坐标系中有、无反馈信息情况下的航迹融合方程。并指出有、无反馈信息情况下的两种融合解是等价的、最优的。仿真结果表明,在分布式多传感器信息融合系统中引入反馈机制可以明显改善局部节点估计精度,其性能已接近融合中心。在集中和雷达反隐身系统中,就空间重叠、覆盖而论,融合系统局部节点一般选2至4个为宜。     

测量噪声相关线性系统异类传感器航迹融合

研究了异类传感器航迹融合问题。在测量噪声相关的条件下,利用线性无偏最小方差估计的基本理论,通过对异类传感器的状态估计采用顺序滤波的方法,得到了相关测量噪声线性系统异类传感器测量融合算法和状态矢量融合算法。计算机数字仿真结果表明,由于考虑了测量噪声之间的相关性,该算法比噪声不相关融合算法具有更好的跟踪性能,航迹跟踪的精度得到了改善。     

自校正分布式观测融合Kalman滤波器

对于带未知噪声统计和带具有相同右因子的观测阵的多传感器系统,应用加权最小二乘(WLS)法可得到一个等价的融合观测方程。该文应用现代时间序列分析方法,基于新息模型参数的在线辨识,可估计未知噪声方差,进而提出了自校正加权观测融合Kalman滤波器。在新息模型参数估计是一致的和观测数据是有界的假设下,该文证明了自校正Kalman滤波器收敛于当噪声统计已知时的全局最优融合Kalman滤波器,因而它具有渐近全局最优性。最后给出了一个4传感器跟踪系统的仿真例子并验证了其有效性。     

带反馈信息的多传感器分层估计算法

为了改善局部节点和传感器级的跟踪性能,本文研究带反馈信息的多级式多传感器系统中的状态估计技术.在给出有反馈信息情况下传感器级状态估计解的基础上,本文提出多坐标系中有反馈信息的两层集中、分布和混合估计方程.在不同笛卡尔坐标系中,本文提出了几种带反馈信息的三层多传感器系统中的航迹级融合方法,其中包括集-分估计、分-分估计和混-分估计,并以定理的形式证明有、无反馈信息情况下的两类三层状态估计是等价的、最优的.仿真结果表明,在多传感器信息融合系统中引入反馈机制可以明显改善一些局部节点和传感器级的跟踪精度.     

多传感器模糊-概率交互作用的数据关联算法

本文基于估计理论和模糊系统理论,提出了一种多传感器多回波模糊－概率交互作用的数据关联滤波算法,以解决密集杂波干扰环境中多传感器跟踪机动目标的数据关联问题。模糊关联度和关联概率共同组成了各有效回波的加权系数,弥补了概率数据关联滤波方法（ＰＤＡＦ）的不足,提高了杂波环境中机动目标的跟踪性能。     

多传感器最优信息融合白噪声反卷积滤波器

基于Kalman滤波方法和白噪声估计理论,在线性最小方差按矩阵加权最优信息融合准则下,提出了带相关噪声系统多传感器信息融合白噪声反卷积滤波器.提出了各传感器滤波误差之间的协方差阵计算公式,可用于计算最优融合加权阵.同单传感器情形相比,可提高融合滤波精度.它可减少在线计算负担,便于实时应用.它可应用于石油地震勘探信号处理.一个3传感器信息融合Bernoulli-Gaussian白噪声反卷积滤波器的仿真例子说明了其有效性.