光电跟踪系统高精度模板匹配跟踪算法

为实现在光电跟踪系统条件下的高精度测量并且满足复杂环境下高精度目标匹配,本文选用去均值归一化互相关匹配算法。为提高匹配速度以及跟踪实时性,利用和表法计算公式中图像求和、平方和图像匹配互相关来简化计算复杂度;采用小波分层金字塔法作为搜索策略,并将模板质心作为参考点进行十字形搜索,引入终止阈值减少误匹配点进一步提高搜索速度。为验证该算法的有效性,实验中将光电跟踪系统放置在二维转台上,调整转台利用该算法跟踪目标靶板。实验结果表明,目标脱靶量控制在3个像素以内,该算法在光电跟踪系统上可实现高精度稳定跟踪。     

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.     

雷达光电智能协同探测技术研究

对低慢小目标的探测,当前雷达光电协同跟踪算法存在较大缺陷,特别是当目标发生强机动时,协同跟踪精度大大降低,主要原因是雷达给出的距离预报精度较差。针对低慢小目标,首先提出了雷达光电协同跟踪流程,然后给出了基于雷达光电数据的距离解耦算法,为光电设备提供高精度的距离信息,最后采用基于IMM-BLUE序贯集中式融合算法,有效地提高了雷达光电协同跟踪的精度和数据率,同时该算法给出了目标的高度,为低慢小目标的打击,提供高质量引导数据。     

光电跟踪系统高速运动目标快速跟踪算法

为了解决光电跟踪系统中高速运动目标快速识别、准确定位的问题,在深入研究相关跟踪算法的基础上,提出了一种基于分块模板相关跟踪与自适应波门相结合的快速跟踪算法,该算法利用分块矩阵与大模板矩阵之间的关系,得出了在四分块的情况下,计算量为原来的1/4,搜索范围为原来的4倍,大大提高了计算速度和搜索范围,且具有原始相关算法的高的跟踪精度,可以实时快速的跟踪上高速运动目标。     

多光路光电跟踪系统跟踪精度分析

以提高多光路光电跟踪系统的跟踪精度为目的,通过对常见误差因素的种类和影响程度分析,给出了误差的分类和合成计算方法。在理论分析的基础上,对工程实例的跟踪精度做了定量计算,给出了提高光电跟踪系统跟踪精度的建议和方法。     

光电跟踪测量系统多传感器融合跟踪设计与实现

本文从多传感器结构设计、融合跟踪算法两方面,进行了光电跟踪测量系统多传感器融合跟踪的设计与实现方法研究。设计了一套集可见光测量、红外测量和激光测量为一体的光电跟踪测量系统,实现了适应不同环境背景下的单站定位测量功能。     

舰载光电跟踪系统跟踪误差源分析

根据目标信息在舰载条件下各个环节中的传递过程,分析光电跟踪系统跟踪性能各种影响因素,给出了主要的误差源.在考虑不同误差属性的基础上,给出了脱靶量测量误差在伺服控制系统中的传递方法.同时,给出伺服系统动态滞后误差、扰动力矩产生的跟踪误差,以及由于舰船运动对跟踪性能的影响.     

光电系统跟踪精度工程可实现性判断方法

阐述了一种简化的、可以通过数学解析求解的判断方法,用于判断光电系统跟踪精度的工程可实现性。本文的判断方法是一种必要性判断,利用跟踪系统闭环带宽的可实现性来评估系统跟踪精度的可实现性,充分性还依赖于其他条件,如电机的选取等。本文以切向匀速直线运动(变角加速度运动)目标为例分析目标的运动特性；以直流有刷力矩电机速度环位置环双闭环系统为例、以经典控制理论为基础,简化模型以分析求解跟踪所需带宽；最后对未简化的模型进行仿真,以验证简化模型的计算精度。     

一种改进的机载多普勒雷达目标跟踪算法

针对传统的基于多普勒雷达量测转换的目标跟踪算法只适用于静止雷达的问题,将该算法推广至机载多普勒雷达。在每个递推周期里,首先将机载导航数据转换到东北天坐标系中;然后,将距离量测转换成东北天系下的位置伪量测,由此完成对目标的位置滤波;最后,联合目标位置滤波值及多普勒量测对目标进行运动状态滤波,由此得到目标的位置最终估计值。仿真实验结果表明,改进后算法的跟踪精度优于传统的多普勒雷达目标跟踪算法。     

相控阵雷达系统最大跟踪能力研究

相控阵雷达系统的最大跟踪能力是相控阵系统的重要指标,也是边跟踪边搜索（TAS）工作模式的研究基础。为了从工程应用的角度深入分析该性能指标,本文在Singer模型基础上,分析雷达跟踪的重访时间与工程测角误差的关系,并且分析在最小检测信噪比（SNR）情况下的跟踪驻留时间。通过对多目标时的统计分析,给出了平均重访时间和平均驻留时间,在此基础上,给出稳态时的最大跟踪能力闭和解析式。最后对非稳态的情况进行了分析,得到相应的雷达饱和状态解析式。基于上述分析,利用VC＋＋建立仿真平台,通过仿真验证了相关结论的正确性。     

A measurement identification algorithm for a multiple object tracking system in multiband radar systems

An algorithm for identification of nonsimultaneously arriving measurements of unequal accuracy in multiband radar systems is considered. Its efficiency is estimated.     

MIMO雷达系统中的Cyclic-Esprit算法

一些人工信号通常具有特殊的时间特性——循环平稳特性,此时,在MIMO雷达中运用传统的DOA估计算法得到的估计结果精度很差,甚至失效。针对这一情况,文中提出了一种适用于在MIMO雷达中运用的Cyclic-Esprit算法,从理论方面推导证明了算法在MIMO雷达中运用的合理性和有效性。仿真实验表明对于具有循环平稳特性的人工信号的DOA估计,算法取得了非常好的效果。     

用于落速测量的激光雷达电视跟踪系统

研制的激光雷达电视跟踪系统,采用脉冲激光测距结合圆光栅测角的方法,测定下落目标相对于测试点的斜距离、水平角和俯仰角的时间序列值;采用同步电视跟踪技术记录对应时刻的目标图像,根据目标图像相对于视场中心的位置,对光栅码盘的水平角和俯仰角读数进行中心修正,并对缺失的距离数据用插值方法弥补,最后,通过最小二乘拟合方法可获得目标的运动轨迹方程,从而给出目标在运动过程中任意时刻的下落速度.该激光雷达电视跟踪系统已多次应用于野外空间非定域物体的落速测量,实现的速度测量精度优于0.5 m/s,在标准天候条件下对典型目标的作用距离不小于8km.     

Low-angle radar tracking

The problems of low-angle tracking over the earth's surface are explored in the light of rough-surface scattering theory. A detailed model of diffuse scattering is constructed which agrees with available test data and which permits the power distributions in radar coordinates to be estimated. Using this model, the potential performance of various techniques proposed for avoidance of multi-path is evaluated, Several are found effective in maintaining tracks of reasonable accuracy down to one-fourth beamwidth above the horizon, but no generally practical solution to height measurement below that angle appears available.     

一种基于变分推断的雷达多目标跟踪JPDA算法

针对雷达邻近多目标跟踪问题,提出了一种基于变分推断的联合概率数据关联算法（Joint Probability Data Association,JPDA）。通过建立关于目标状态和两个关联指示的概率图模型,并根据不同变量之间的信息传递构造对应的自由能目标函数,迭代该目标函数求解出目标和当前检测量测之间的最佳边缘关联概率。将所提算法与经典JPDA和k 近邻联合概率数据关联(k Nearest Neighbor-Joint Probability Data Association,kNN－JPDA) 算法进行对比,结果表明新算法具备更高的跟踪位置精度,并且能够有效地避免因邻近目标数量增多而引起的计算上的组合爆炸问题。     

高频地波雷达多目标跟踪系统

为实现高频地波雷达中的多目标跟踪,有效利用多普勒量测改善系统性能,采用多假设数据关联算法的多目标跟踪系统,提出了多普勒速度优先的二重波门设置和基于扩展卡尔曼滤波(EKF)的多假设算法。基于EKF的多假设算法,直接利用EKF过程中得到的参数更新观测向量方差,计算假设的概率,实现多假设数据关联。建立仿真场景,验证了二重波门设置能有效减少杂波干扰,并将基于EKF的多假设算法与独立假设下引入多普勒速度的关联算法比较,结果表明基于EKF的多假设算法在高频地波雷达这种较高杂波密度条件下效率更高,捕捉航迹和滤除虚假点迹的能力更强。     

精密跟踪雷达天线伺服系统的设计与仿真

伺服系统是实时捕获、跟踪目标的一个重要组成部分。精密跟踪雷达伺服系统通常含有典型的三个闭环反馈控制回路,且具有高跟踪精度与高动态性能的特点。文中基于Matlab/Simulink软件,重点对其三个环路进行设计和动态的仿真,结果表明:角跟踪精度很好的提高,从而使雷达天线更精确地跟踪目标。     

相控阵雷达多目标跟踪原理及数据关联算法研究

介绍了目标跟踪原理,并以多功能相控阵雷达为背景,研究了多目标跟踪数据关联过程.针对数据关联过程中量测起源的不确定性问题及概率数据关联算法(PDA)和联合概率数据关联算法(JPDA)的不足,给出了一种改进的概率数据关联算法(MPDA),该算法既不像PDA算法那样不考虑公共测量值对航迹的影响,也不像JPDA算法对所用的关联解进行搜索,而是重点分析了跟踪门交叠区域中的公共测量值对航迹更新的影响.蒙特卡罗仿真结果表明,该算法具有较小计算量及较好的实时跟踪性能,适于相控阵雷达的数据处理.