基于动态规划的雷达检测前跟踪新算法

 为解决低信杂比下雷达检测前跟踪技术存在末级检测门限设置困难和动态规划算法对运动目标跟踪能力弱的问题,本文首先分析了两级检测门限的雷达检测前跟踪算法自身特点.在瑞利杂波条件下,对经过动态优化后的信号进行杂波置信检验和航迹检测和校正.该算法末级检测门限设置简单并且提高了跟踪概率.仿真验证了新方法的有效性.     

组网雷达多帧检测前跟踪算法研究

组网雷达系统(NRS)由于其稳健的性能优势,在近年来受到了广泛关注。目前,组网雷达系统在进行目标探测时常采用先检测后跟踪(DBT)算法,即在每个时刻先对接收到的回波数据进行单帧门限检测,得到疑似目标的点迹集合,然后上传这些点迹或由这些点迹跟踪得到的航迹估计到融合中心做进一步处理,最终得到全局估计结果。然而,当信噪比(SNR)比较低时,目标往往很难通过单帧门限检测,最终导致目标漏检、航迹起批难,无法有效发挥组网雷达系统优势。针对这一问题,该文提出了一种组网雷达多帧检测前跟踪(MF-TBD)算法。该方法首先在本地节点进行多帧检测前跟踪,然后传递检测得到的点迹序列到融合中心进行融合。该方法一方面利用了组网雷达系统平台优势;另一方面不同于常规先检测后跟踪技术,多帧检测前跟踪能够利用目标空时相关性积累目标能量,改善弱小目标检测性能;因此其可以有效提高系统对目标的检测性能。但是,多帧检测前跟踪输出结果和先检测后跟踪算法不同,导致现有融合方法不适用。针对这一问题,该文首先理论推导了点迹序列的融合方法,然后结合实际雷达模型给出了算法实现流程,最后提出了算法的粒子滤波实现方式并通过仿真实验验证了算法的性能。仿真结果证明该文提出的方法相比于先检测后跟踪算法,有4～6 dB的检测性能增益;相比于常规单传感器多帧检测前跟踪算法,航迹跟踪精度有50%左右的提升。      

多门限联合的卫星信号自动检测方法

针对检测门限设置对信号检测性能影响较大的问题,提出一种新的宽频带接收条件下卫星信号检测方法。对卫星通信信号功率谱具有的特征进行分析,并利用经验模式分解(EMD)对功率谱进行平滑,在此基础上,将信号检测由多个门限联合实现。该方法弱化单一检测门限对检测结果的影响,检测门限的设置由数据驱动,计算复杂度适中。基于卫星实测数据的信号检测结果验证了该方法的有效性。     

采用粒子滤波的非相干积累检测方法

本文提出一种新的基于粒子滤波的检测前跟踪算法,即基于粒子滤波的非相干积累检测方法,以实现对微弱目标的有效检测。该方法通过粒子滤波的重采样过程搜寻可能的目标轨迹,沿可能的目标轨迹累积观测数据的绝对值,当最大的累积绝对值超过给定门限时认为目标存在,同时输出最大累积对应的状态序列作为状态估计结果。该方法具有较好的检测性能,且其检测性能可通过极值统计理论分析。相对于其它基于粒子滤波的检测前跟踪算法,本文提出方法的检测统计量服从广义极值分布,因此可获得检测概率、虚警概率以及门限的解析表达式,可有效减少检测门限估计时的运算量。基于天波超视距雷达目标检测及状态估计的仿真证明了该方法性能和效率。      

分布式卫星系统的上/下行功率联合控制

为了能合理地控制功率以提高分布式卫星系统的系统效能,研究了其上下行功率联合控制问题。通过分析分布式卫星系统的特征及其功率控制问题的难点,建立了合理的分布式卫星系统功率控制模型和控制方案的具体框架;通过改进现有的上行功率预测和单级调整算法,提出了基于预置、预测和多级调整算法的上下行功率联合控制方法,并给出了控制方法的流程图;最后将所提方法与传统上行控制算法、单级补偿算法和预测算法进行了仿真比较,表明在上下行不同降雨百分比条件下,所提方法能更好地满足功率门限需求;在广州、长春两地不同实测雨衰曲线下,所提方法均能够更准确跟踪雨衰变化;业务与通信网区切换时,所提方法也能快速完成切换和保持动态跟踪,能够较好满足分布式卫星系统的功率控制准确性、时效性等应用需求。     

一种适用于天波超视距雷达的TBD工程化算法

从天波超视距雷达探测目标信噪比伏大的实际情况出发,提出了一种适用的检测前跟踪(TBD)工程化算法。通过对信噪比起伏大的重点目标进行关联降门限检测,大幅提高了重点目标的检测概率。相比于常规的TDB算法,文中提出的算法原理更加简单,算法复杂度低,十分易于工程实现。     

雷达微弱目标检测前跟踪算法综述

军事隐身目标的出现,给雷达带来了严峻的挑战.检测前跟踪算法是雷达微弱目标检测和航迹处理的一种有效方法.文中对雷达微弱目标检测前跟踪算法进行了综述,首先介绍了三维匹配滤波、Hough变换、动态规划和粒子滤波4类最常用的检测前跟踪实现算法的基本原理,然后述评了4类检测前跟踪算法的研究进展情况,最后在分析现有检测前跟踪算法问题的基础上,展望了雷达微弱目标检测前跟踪算法的发展趋势.     

噪声中弱小信号检测门限的研究

研究了弱小信号的检测概率、虚检概率、信噪比和检测门限之间的关系,提出了采用噪声自适应性动态门限设置和距离适应性门限设置来实现弱小信号检测的方法。     

一种基于红外图像的小目标跟踪置前检测算法

为在低信噪比、强杂波的环境下提取目标，人们提出了跟踪置前检测(TbD)的小目标检测方法。讨论了红外图像杂波剔除和用最优非线性滤波器跟踪置前检测的算法，给出了算法模型和基本步骤，利用这种算法可有效地进行杂波抑制和对小目标跟踪置前检测。     

基于机动检测的参数自适应跟踪算法

在机动目标跟踪中,传统当前统计模型卡尔曼滤波算法对弱/无机动目标跟踪精度不高,对突发机动跟踪精度显著下降,且跟踪性能受限于先验参数.针对上述问题,本文提出一种基于机动检测的参数自适应机动目标跟踪算法,算法利用新息的概率分布特性构建双阈值检测门限,依据检测结果进行参数自适应调整.首先,利用加速度预测误差方差信息,自适应调...     

雷达微弱目标检测前跟踪技术研究综述

战场环境的改变、武器系统的发展和隐身技术的应用,使得现代雷达系统对目标的检测和跟踪面临很大挑战,检测前跟踪技术是解决微弱目标检测和跟踪问题的一种有效方法。首先介绍了检测前跟踪技术的基本原理,然后重点综述了雷达微弱目标检测前跟踪算法的发展历程和研究现状,包括三维匹配滤波、动态规划、Hough变换、粒子滤波等检测前跟踪算法,并对常用的几种算法进行了对比分析,最后结合目前研究动态提出了雷达微弱目标检测前跟踪技术需要重点关注的问题和未来发展趋势。     

杂波中跟踪的自适应检测门限最佳化

对概率数据关联滤波器进行杂波中跟踪自适应检测门限最佳化的研究，这个问题的更早些研究包括一种近似稳态的状态误差协方差的分析，而且只适用于非时变系统。此外，这种方法需要许多有关误差协方差校正方程的假设和近似值，并采用一种很麻烦的最佳化图象算法，在本文中我们提出了两种自适应门限最佳化方案，即先延和后延最佳化算法，这两种算法使检测门限上的均方状态估值误差最小，检测门限取决于分别至以前和现行时间步长的数据。     

基于扩展卡尔曼滤波器的矢量跟踪算法研究

该文针对矢量跟踪算法缺乏定量分析的问题,对线性化模型与跟踪误差进行了研究.为了提高矢量跟踪环的动态跟踪性能,修正了已有线性化观测矩阵忽略接收机伪距率对位置的偏导项的问题;提出了新的环路反馈量,简化了运算过程.推导出了矢量跟踪环的热噪声跟踪误差,与标量跟踪环相比跟踪门限明显降低,并且在相同条件下,观测卫星数越多,矢量跟踪环的跟踪门限越小;推导了矢量跟踪环的动态应力跟踪门限,证明矢量跟踪环可以处理高动态微弱信号.通过 Monte Carlo 仿真验证了理论分析结果的正确性.     

基于PHD滤波的雷达起伏目标检测前跟踪算法研究

针对雷达微弱起伏目标的检测和跟踪问题,研究了Swerling 0,1,3三类起伏目标模型,提出了概率假设密度滤波下幅度起伏的雷达微弱目标检测前跟踪算法.该算法建立了概率假设密度检测前跟踪算法下复似然比和幅度似然比两种跟踪模型,其中复似然比方法弥补了幅度似然比在计算过程中只考虑量测的幅度信息,而忽略相位信息的缺陷,从而更...     

一种基于水下无人航行器的多目标被动跟踪算法

被动声呐信号处理中,致力于实现连续且稳定的目标方位跟踪。在复杂的水下环境中,由于干扰和噪声的存在,以及阵列孔径的限制,方位检测结果中不可避免地存在很多轨迹中断、野值、干扰与目标间的方位交叉。该文提出了一种基于水下无人航行器的多目标被动跟踪算法,使用基于航行器运动信息的粒子采样预测方法进行轨迹中断预测补齐,使用基于航行器运动信息的观测门限设置方法自适应设置跟踪门限,使用块关联跟踪方法进行轨迹中断关联和方位交叉关联。仿真和实验结果表明,该算法能够实现正确的多目标跟踪。     

基于多模粒子滤波的机动弱目标检测前跟踪

检测前跟踪技术是低信噪比环境下目标检测与跟踪的有效方法。该文针对目标作复杂运动的情况,提出了机动弱目标检测前跟踪的多模粒子滤波算法。该算法在目标状态矢量中增加了表示目标存在与否以及目标运动模型的变量,采用粒子滤波实现了包含两个离散变量的混合滤波过程。仿真试验表明,该算法在经典跟踪方法难以发挥作用的低信噪比条件下,能够有效实现机动目标的检测与跟踪。     

基于空间线状分布模型的飞机尾流跟踪算法

飞机尾流的雷达检测和跟踪技术是航空安全等领域的重要研究课题.通常低门限检测会改善微弱尾流的检测性能,但高的虚警概率容易导致后续跟踪器失效.为了估计真实尾流航迹,提出基于空间线状分布模型的飞机尾流跟踪算法.首先,把整个尾流看作共同运动的线状目标,得到了量测似然函数与中心、倾角、长度等状态参数的关系表达式,克服了尾流量测数变化及密集多回波环境下进行数据关联的难题.然后,利用粒子滤波器估计了尾流的状态参数.仿真分析表明,该方法能在低门限检测条件下高精度地估计出尾流的状态参数.论文提出的跟踪算法对机场安全和空防系统中尾流回波识别具有理论指导意义.     

不完全量测下基于后验置信度残差检测的光电跟踪滤波器设计

 不完全量测下残差检测算法的设计是光电跟踪滤波器设计的关键,算法的正确检测概率直接影响到跟踪滤波器的估计性能.为了进一步提升传统残差检测算法的正确检测概率,提出了一种基于后验置信度的残差检测算法.其主要思想是在传统残差检测算法的基础上首先增加一个检测门限,对处于两个门限之间的残差,利用模糊隶属度函数方法进行模糊化,得到残差的似然概率,进而结合跟踪系统的先验探测信息,计算出探测数据的后验置信度,并根据计算结果对跟踪系统的数据探测情况进行判定.进一步,基于后验置信度残差检测算法,在不完全量测下设计了基于无偏转换量测的光电跟踪滤波器,并给出了跟踪系统统计意义下的Cramer-Rao下界(CRLB).Monte-Carlo仿真表明:基于后验置信度残差检测的光电跟踪滤波器,与基于传统残差检测的光电跟踪滤波器相比,估计性能有了进一步提升,特别是当跟踪系统探测概率较低时,估计性能提升更加显著,并且估计误差均方差(RMSE)已逼近跟踪系统统计意义下的CRLB.     

一种改进的MIMO生物雷达人体目标检测跟踪联合自适应算法

与传统生物雷达相比,MIMO雷达能获取人体目标的方位向信息,具有明显优势。为了降低人体目标运动以及近场环境杂波带来的干扰,提出了一种改进的MIMO生物雷达人体目标检测跟踪联合自适应算法。首先引入图像形态学的方法对雷达成像结果进行杂波预处理,其次采用改进的自适应门限方法进行目标检测,最后采用航迹关联方法得到目标运动的准确轨迹,并依据目标位置反馈调整检测门限,从而实现人体目标的动态检测跟踪。实测数据表明,该方法能有效滤除杂波干扰,且具备良好的跟踪连续性。      

一种多元信息辅助的双基地雷达检测跟踪一体化方法

该文针对双基地雷达提出一种多元信息辅助的检测跟踪一体化方法。结合雷达在目标跟踪阶段获取的目标位置与回波幅度等多元先验信息,辅助设计跟踪波门内检测门限,以期提升目标的检测与跟踪性能。该文首先根据已获取的目标位置先验信息,在概率数据互联(PDA)框架下基于贝叶斯最小错误准则修正了传统似然比检测器。为进一步提升弱目标探测性能,该文引入航迹终结准则松弛了门限设置规则,并计算了跟踪波门内的平均虚警概率和检测概率。最后,该文重新推导了多元信息辅助情况下PDA算法的关联概率计算方式,完整地给出了算法流程,并通过仿真实验验证了算法的可行性和有效性。