基于移动散射点模型的雷达回波仿真及分析

针对中段目标宽带雷达回波信号难于获取的问题,进一步研究了目标雷达视线角和中段目标姿态的建模方法,给出了基于移动散射点模型的散射中心位置计算公式,然后基于几何绕射理论计算了各散射中心的散射强度,最后对雷达一维距离像进行归一化处理,提取了散射点的相对距离特征,得到了散射点相对距离变化的特征序列.实验结果显示,对雷达一维距离像进行特征提取,可以得到中段目标的姿态信息,为中段目标识别奠定基础.     

基于最大比幅值的圆接收阵雷达测角方法

介绍了一种固接收阵同时多波束雷达体制,针对该体制雷达,由于各种阵列误差的存在,造成传统比幅测角方法得到的目标点迹在方位角上不连续.本文提出一种基于最大比幅值的圆接收阵雷达测角方法,该方法利用实际观测的目标最大比幅值来构造线性比幅曲线,完成比幅测角,最终改善了目标点迹的连续性.理论分析和实测雷达数据验证了该方法的有效性.     

中段目标宽带雷达回波仿真及分析

优化雷达自动识别中段目标,对中段目标宽带雷达回波信号进行建模,为研究中段目标散射特性,实现雷达自动识别中段目标的重要基础,提出建立了微进动目标数学描述方程,采用一种移动散射点模型的散射中心位置计算方法,根据几何绕射理论计算了各散射中心的散射强度,得到了宽带雷达中段目标的回波模型,并针对两种典型目标运用该模型进行回波仿真,获得给定目标在特定战情下的回波仿真信号.仿真结果较好地反映出目标特征,为进一步进行中段目标的识别提供了理论分析依据.     

基于改进OMP的超宽带穿墙雷达稀疏成像方法

在超宽带穿墙雷达成像应用中,压缩感知理论应用可以获得高分辨率稀疏成像。但这必须建立在目标恰好落在预设网格点的前提条件下,一旦目标偏离预设网格点,目标像会发生偏移,甚至还会产生虚假像。本文提出一种基于梯度优化的贝叶斯假设检验正交匹配追踪(GBTOMP)稀疏成像方法。该方法以传统正交匹配追踪(OMP)为基础,从预设网格点空间位置出发,以梯度优化的最速上升方法搜索到目标真实空间位置,并由此修正模型中的感知矩阵,再利用修正后的感知矩阵恢复目标散射系数。考虑到正交匹配追踪会带来冗余下标,利用贝叶斯假设检验设置一个合适的门限去冗余以保证目标真实像的准确恢复。仿真和实验结果表明,该方法校正了目标偏离预设网格所带来的模型误差,稀疏成像效果明显改善。     

目标高程对SAR图像中目标位置偏差的影响

利用合成孔径雷达(Synthetic aperture radar,SAR)干涉技术对目标场景进行三维成像时,目标自身高度会引起其在图像上产生相应的位移,从而导致数字地形高度图(Digital elevation model,DEM)中目标位置与实际观测场景中目标位置存在偏差.本文提出了一种新的雷达地面目标定位方法,通过详细分析雷达图像中目标位移的原因,具体推导了目标在方位向和距离向上的位移量与成像几何,目标高度之间的数学关系,提供了修正目标位置的理论依据.通过仿真实验,证明了本文理论分析的正确性.     

复杂地形影响下雷达探测范围表现算法研究

通过分析雷达探测范围边界与数字地形高程的相对位置关系,提出一种基于几何光学原理的雷达探测范围受复杂地形影响的修正算法。采用雷达传播衰减模型和混合采样方法,应用该修正算法,实现了对复杂地形影响下雷达探测范围的修正。实验结果表明,该算法不仅对复杂地形适应性强,而且表现效果真实直观。     

一种旋转间断照射雷达的波束指向精度测试及修正方法

在半主动寻的制导的武器系统中,旋转间断照射雷达波束指向受阵面配相误差、旋转平台码盘误差、雷达正北标定误差等多种因素影响,在外场条件下无法验证波束指向状态和修正波束指向误差,直接影响整个制导回路目标截获的概率;针对该问题,通过对旋转照射雷达标定方法和波束方向图分析,提出了一种旋转间断照射雷达的波束指向精度测试及修正方法;该方法可直观、定量地分析照射雷达的波束指向精度,分析结果可作为进一步波束指向修正的依据。经测试,该方法可有效提升旋转间断照射的波束指向精度。     

列车车载远距离感知系统设计

针对列车制动距离长、感知距离远以及列车运行前方限界难以实时构建等问题,文章提出一种基于毫米波雷达检测道路边界和列车的远距离感知系统。该系统采用一套定制的适应轨道交通强散射环境的高分辨率、远距离毫米波雷达和一种基于感兴趣区域以及速度连续性假设的自身车速精准解算方法,根据自身车速将雷达检测目标点区分为动目标点和静目标点,并在此基础上,采用种子方法实现轨道限界特征点的稳定提取和边界曲线拟合;同时,使用位置和速度作为聚类参数提出了一种改进DBSCAN聚类方法,对不同维度赋予不同的权重,通过对雷达输出的目标航迹信息进行聚类和形状估计来识别列车,并根据边界信息判断碰撞风险。装车试验结果表明,该系统能够在400 m范围内稳定拟合前方轨道边界以及列车轮廓,相比传统乘用车雷达探测距离提升了4倍,并对侵界的列车可做出碰撞预警,从而避免事故的发生。     

基于普适计算环境的三维空间RSSI位置感知研究

文中对室内定位应用中可能的几种技术进行了分析与对比,指出了各自的缺陷与不足.通过分析指出无线传感器网络自身的特点较其他几种技术更好地适应了普适计算环境对于位置感知服务的需求.采用无线传感器节点,把基于RSSI技术的测距方法作为研究位置感知的主要途径,提出了可行的三维空间位置感知模型及其相应的误差修正方案,并进行了充分的实验验证,证明该模型可以定位出目标较为准确的位置,其中所提出的误差修正方案很好地校正了目标点的实际位置.     

基于无人机GPS的测量雷达标校方法研究

针对测量雷达常规标校方法存在的场地及设施限制性问题,提出了一种基于无人机加装GPS设备的雷达标校方法.利用无人机加装差分GPS设备作为跟踪目标并提供真值数据,根据系统误差修正模型,通过最小二乘法对雷达测量误差进行回归分析,解算出系统误差修正参数,即可完成雷达标校.通过模拟数据解算得出了该标校方法适用的航线范围,通过飞行测试对标校方法进行了验证,结果表明,利用解算得出的标定参数进行系统误差修正能够满足雷达精度要求,证明了该方法有效、可行.     

基于自动化采煤设备定位系统应用研究

介绍了一种基于雷达的长壁采煤机械定位系统,该系统基于雷达测距传感器,用于确定采矿设备相对于矿山煤巷基础设施的位置,通过试验验证了使用雷达传感器进行定位的合理性。为了从单个雷达信号中估计两个关键的定位参数,即沿轨位置和跨轨位置,研究了几种概率数据处理技术,对于跨轨位置,传统的卡尔曼滤波方法足以实现可靠的估计,对于沿轨位置估计,必须通过跟踪算法来识别煤巷肋墙上的特定基础设施元素,我们在三维交互显示中探索了一种新的可视化分析方法以方便识别重要特征用于分类器算法,基于分类器的输出,使用已识别的元素作为位置路径点,可以提供一个稳定和准确的采矿设备定位估计。     

基于定位精度的无人机侦察航路自主修正算法

根据电子对抗无人机侦察定位的特点,建立了无人机可侦察区域计算模型和定位误差计算模型,描述了定位精度与无人机飞行航向、目标雷达的距离以及定位时间的关系。在此基础上,从提高无人机定位精度,缩短定位时间的角度出发,提出无人机在侦察飞行过程中,依据侦察获得的目标雷达位置信息,结合无人机性能参数,适时自主修正飞行航路,从而在最短的时间内获得最精确的目标位置信息,并且可以避开飞行威胁区。仿真结果表明该修正算法能够有效地缩短定位时间,提高定位精度以及定位成功率。     

基于并行Boosting算法的雷达目标跟踪检测系统设计

目前的雷达目标跟踪检测系统跟踪路线与实际路线相差较大,泛化误差率高。基于并行Boosting算法设计了一种新的雷达目标跟踪检测系统,硬件内部引入数据多处理器,对收集的雷达位置数据集中处理,连接I/O接口,配置数据过滤器,将雷达位置信息数据的状态参数录入过滤器元件中。在软件部分,利用并行Boosting算法的内部学习融合方式调节不同的雷达目标追踪系统状态,通过信息处理、航迹分析、落脚点判断来整合相应的跟踪检测信息,构建检验方程式防止外来无关数据的侵扰,最终得到雷达目标跟踪数据操作状态,完成目标跟踪检测。实验结果表明,基于并行Boosting算法的雷达目标跟踪检测系统设定的检测路线与实际路线吻合度高达99.21%,泛化误差远远低于传统目标跟踪检测系统,实用性更强。     

提高基于北斗卫星无源定位精度的方法

鉴于我国的北斗卫星具有可对我国实现连续覆盖、产生的多普勒频移不明显、邻近信道的干扰单一、安全性高等特征,利用北斗卫星作为机会辐射源进行无源定位。考虑大气折射引起的定位误差,提出一种定位误差修正方法,使定位精度进一步提高。仿真结果表明,随着仰角增大或目标高度减小,雷达定位误差也相应减小。经大气折射误差修正后的无源雷达定位精度大大提高。     

雷达引导的视频联动监控模型及算法

针对视频安防监控系统中出现的监视区域有限、目标定位困难等问题,利用雷达监测范围广、不受光学条件影响的特性,建立了雷达引导的视频联动监控模型,并在此基础上提出了目标定位算法和多目标选择算法。首先,根据雷达检测到的目标信息,自动计算出运动目标在系统联动模型中对应的摄像机方位角和俯仰角,从而引导摄像机准确锁定目标并实时监控追踪。然后,当监控场景中出现多个目标时,采用多目标选择算法,将目标的离散程度、径向速度及其与摄像机之间的距离进行数据加权融合,选择出优先级别最高的目标进行重点监控。实验结果表明,所提目标定位算法对于行人与车辆的定位准确率分别达到0.94和0.84,能够实现目标的准确定位,多目标选择算法可在复杂环境中有效选择出最佳监控目标,具有良好的鲁棒性和实时性。     

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。     

空间非合作目标在轨主/被动融合跟踪方法

针对空间远距离非合作目标的点目标跟踪问题,研究基于非地面测控数据支持的远距离空间目标的在轨主/被动融合跟踪方法。包括运用基于被动传感器以及雷达间歇辅助测距跟踪的Unscented卡尔曼滤波(UKF)方法,得到非合作目标的运动状态信息,即利用光学跟踪摄像机的二维角度量测值及雷达间歇提供的距离量测值,估计目标的惯性位置与速度方法,为后续自主空间操作建立初始轨道状态数据。仿真结果表明,当状态误差和量测噪声改变时,UKF均能持续跟踪远距离非合作目标,使得雷达间歇提供的距离信息可以得到更好的跟踪精度。     

直角坐标系中雷达测量方差的计算方法分析

The distributed network system of multi radar target monitoring usually includes polar coordinate system with radar as co- ordinate origin and rectangular coordinate system with command center as coordinate origin. However, due to the complex situation of different radar surrounding airspace environment and radar equipment, large sample standard deviation is prone to occur in the measurement of target distance, azimuth and elevation angle by single radar. In this case, according to the unified rectangular coordi- nate system, target position error transfer method, comprehensive index statistics method and other calculation methods, the mea- surement weight, variance and standard deviation of different coordinate components of the target object are analyzed statistically. After that, the weighted fusion model of multi radar tracks is used to verify the vertical weighted estimation value of limited radar measurement points in rectangular coordinate system, and then the result value of each element state of the target is determined.     

New optimal algorithm of data association for multi-passive-sensor location system

In dense target and false detection scenario of four time difference of arrival (TDOA) for multi-passive-sensor location system, the global optimal data association algo- rithm has to be adopted. In view of the heavy calculation burden of the traditional optimal assignment algorithm, this paper proposes a new global optimal assign- ment algorithm and a 2-stage association algorithm based on a statistic test. Compared with the traditional optimal algorithm, the new optimal algorithm avoids the complicated operations for finding the target position before we calculate as- sociation cost; hence, much of the procedure time is saved. In the 2-stage asso- ciation algorithm, a large number of false location points are eliminated from can- didate associations in advance. Therefore, the operation is further decreased, and the correct data association probability is improved in varying degrees. Both the complexity analyses and simulation results can verify the effectiveness of the new algorithms.     

复杂场景下的改进核相关滤波跟踪算法

为解决视觉目标跟踪的遮挡、尺度变化及背景杂波问题,在核相关滤波算法基础上,引入平均峰值相关能量遮挡判据,提出一种自适应融合多特征的抗遮挡核相关滤波算法（AMFKCF）。初始化目标特征及尺度因子,将提取、融合的目标多个特征和尺度因子训练位置和尺度滤波器,得到目标的中心位置响应,根据遮挡判据,引入卡尔曼位置滤波器,对未遮和遮挡的目标中心位置进行补偿。AMFKCF算法与主流算法在CVPR 2013 Benchmark数据集中进行对比,结果表明,AMFKCF算法与主流算法相比精度提高了0.115,成功率提高了0.083,中心位置误差提高了14.67个像素,距离精度提高了9.75个百分点。能够较好地解决遮挡、尺度变化、背景杂波等问题,且兼具核相关滤波算法的优点。