基于多特征融合的高机动多目标低截获概率跟踪技术

在多目标跟踪过程中,目标的高机动特性使得传统采用固定运动模型或交互式多模型的目标跟踪算法很难实时精确匹配目标运动模型,从而引起高机动目标的低跟踪精度问题。针对这一问题,本文提出一种基于目标运动状态模型自适应更新的高机动多目标跟踪算法。在多目标跟踪过程中,该算法采用多特征聚类融合算法进行目标运动模型估计,并根据各目标跟踪波动参数进行状态转移矩阵决策更新,同时利用联合概率数据关联实现多机动目标状态转移矩阵自适应更新的关联跟踪,从而解决了传统多目标跟踪算法因目标运动模型失配引起的低跟踪精度问题。在目标跟踪算法的传感器选择上,无源传感器不对外辐射能量,具有较好的低截获概率性能,但其跟踪精度有限,常不能满足多目标高跟踪精度的要求。雷达作为有源传感器,具有较高的跟踪精度。但由于雷达对外辐射信号,容易被防御方截获。针对这一问题,本文提出了一种无源传感器目标跟踪为主,有源雷达间歇跟踪为辅的多传感器协同管理目标跟踪算法。该算法通过对目标跟踪本征堆积误差的判断进行传感器的最优分配,并根据波动参数的大小进行状态转移矩阵决策更新。仿真结果验证了本文所提出的多传感器协同的高机动目标跟踪算法在满足高机动目标跟踪精...     

改进的“当前”统计模型变采样率目标跟踪算法

为满足实际雷达系统对高精度和高实时性的要求,提出了一种改进的"当前"统计模型变采样率机动目标跟踪算法。该算法针对"当前"统计模型必须预设加速度极值和机动频率的问题,提出一种加速度方差和机动频率在线同步自适应方法,建立改进的"当前"统计模型机动目标跟踪算法;针对在线自适应方法计算量大的问题,结合采样周期的大小与目标机动特性的关系,引入变采样率方法。仿真结果表明,与传统"当前"统计模型相比,改进的"当前"统计模型机动目标跟踪算法能显著提高对不同机动强度目标的跟踪精度;变采样率方法通过减少采样点数,节省了系统资源,提高了跟踪实时性;所提算法将两者结合,用传统的"当前"统计模型1.5~2倍的平均采样周期得到了更小的位置均方根误差,实现了用单模型方法同时改善跟踪精度和实时性的目的。     

改进的当前统计模型及自适应跟踪算法

对于机动目标跟踪问题,在当前统计（CS）模型的基础上,提出了一种新的机动目标自适应跟踪算法。通过引入强跟踪滤波器（STF）的渐消因子,增强了模型对目标突发机动的自适应跟踪能力,同时针对模型对目标加速度极限值的依赖性这一缺点,引入一种利用位置估计值与加速度的函数关系自适应调整加速度方差的方法,提高了对弱机动和非机动目标的跟踪能力。仿真结果表明,该算法与标准的当前统计模型滤波算法相比具有较高的跟踪精度。     

高机动目标跟踪ATPM-IMM算法

在高机动目标跟踪中,针对标准交互式多模型算法使用固定的转移概率矩阵导致跟踪精度下降的问题,提出了一种转移概率矩阵具备自适应更新的高机动目标跟踪ATPM-IMM算法。所提算法对模型后验概率和转移概率矩阵的先验信息要求不高,既适用于高机动目标跟踪,也适用于弱机动目标跟踪。仿真结果表明,所提算法的滤波精度比现有算法提升了约11%。     

一种基于"当前"统计模型的自适应滤波算法

针对机动目标跟踪问题 ,在“当前”统计模型的基础上 ,利用机动加速度与方差的自适应关系 ,提出了一种新的自适应滤波算法。大量仿真结果表明 ,该算法在跟踪机动目标时 ,具有良好的跟踪性能。     

基于STF的"当前"统计模型及自适应跟踪算法

在"当前"统计模型(CS)的基础上,提出了一种新的机动目标自适应跟踪算法STF-CS.该算法通过引入强跟踪滤波器(STF)的渐消因子,实时调节滤波器增益,增强了系统对突发机动的自适应跟踪能力,同时保留了"当前"统计模型跟踪算法对一般机动目标跟踪精度高的特点.仿真结果表明,在跟踪一般机动目标时,其误差和"当前"统计模型算法相当;在跟踪突发机动目标时,本文算法的误差明显小于"当前"统计模型及自适应算法.     

基于运动学参数的高速高机动目标跟踪自适应IMM算法

提出一种基于运动学参数的自适应IMM算法,进行高速高机动目标跟踪.该算法利用交互输出的结果,计算目标的运动学参数,进而实时估算出机动目标的转弯率,利用估计值自适应地使模型与目标实际运动状态匹配.文中还将该算法与其他两种IMM算法进行了比较.蒙特卡罗仿真结果表明,这种算法跟踪目标的稳定性和精确性均优于其他两种算法,有利于高速高机动目标的实时跟踪,具有较好的可实现性.     

一种新的机动目标跟踪的多模型算法

采用带渐消因子的当前统计模型与匀速运动模型进行交互,设计了一种新的机动目标跟踪的交互式多模型算法。当前统计模型具有对一般机动目标跟踪精度高的特点,通过渐消因子的引入增强了该模型对突发机动的自适应跟踪能力,同时通过与CV模型的交互保证了对非机动目标的跟踪性能。仿真结果表明,在跟踪一般机动目标时,其误差和当前统计模型与CV模型交互的IMM算法相当;在跟踪突发机动目标时,该文算法的误差明显小于当前统计模型与CV交互的IMM算法。     

机动目标跟踪中一种机动频率和方差自适应滤波算法

在机动目标跟踪中,当前统计模型(Current Statistical model, CS)需要预先依据经验设定机动频率和加速度极限值,当预先设定的值与目标的实际运动状态不一致时,将造成较大的跟踪误差。为克服上述问题,该文首先从当前统计模型的离散状态方程中,导出了一种机动频率自适应算法,然后对张安清及巴宏欣等人提出的加速度方差自适应算法进行了改进。仿真实验表明,在综合运用上述机动频率自适应和加速度方差自适应算法的基础上,对CS 模型修改后,得到的机动目标跟踪自适应滤波算法(Mending CS based Adaptive Filtering algorithm,MAF),能够有效增强基于CS 模型的机动目标跟踪自适应滤波算法(CS based Adaptive Filtering algorithm, AF)对目标运动状态变化的自适应能力,并且在低噪声环境下,跟踪精度比AF 算法有所提高,算法收敛速度可达到AF 算法的2 倍,在强噪声环境下,目标机动阶段的跟踪精度提高近2 倍,匀速阶段的精度与AF 算法相当,算法的收敛速度可达到AF 算法的4～10 倍,因此,MAF 算法具有较强的抗干扰能力。      

基于当前统计模型的目标跟踪改进算法仿真分析

针对当前统计模型跟踪机动目标算法存在误差较大问题,采用加速度方差与机动频率自适应技术,能够实现对任意机动情况下的目标精确跟踪。经计算机仿真,比较了加速度方差与机动频率自适应方法的跟踪性能,表明改进算法具有更好的适应性。     

基于模糊逻辑的改进自适应IMM跟踪算法

交互式多模型算法（IMM）和基于模糊控制的交互多模型算法（FIMM）是实际中常用的目标跟踪算法,然而其模型集合固定,当需要大量模型覆盖目标机动时,会导致计算量激增,且过多模型可能带来不必要的模型竞争,降低跟踪性能。针对这一缺陷,提出了一种基于模糊控制的改进自适应IMM算法（FAIMM）,采用一种模型概率的非线性映射处理方法实时筛选模型子集,剔除无用模型,增加有用模型的权重,并通过模糊推理机制自动调整过程噪声水平,使得算法对不同的目标机动模式具有更强的自适应能力。仿真结果表明,提出的算法跟踪性能优于IMM算法以及FIMM算法,能够更好地匹配目标的机动模式。      

基于角速度修正的变结构多模型目标跟踪算法

为提高强机动目标的跟踪精度,提出一种基于角速度估计值自适应修正的变结构多模型算法。将角速度估计应用于基于有向图切换的变结构多模型目标跟踪算法。通过引入改进的角速度估计方法,提高了角速度的估计精度。在有向图切换的基础上,实时估计角速度,并根据角速度估计值修正有向图,增强了变结构多模型目标跟踪算法的机动适应性。仿真结果表明,该方法在对强机动目标的跟踪性能上有明显提高。     

一种新的自适应滤波算法

针对机动目标跟踪问题，在“当前”统计模型的基础上，利用速度预测估计与实时速度估计间的偏差进行自适应方差调整，提出了一种新的自适应滤波算法——速度估计自适应跟踪算法(简称AVE)。大量仿真结果表明，该算法在跟踪机动目标时，具有良好的跟踪性能，并极大地改善了AF算法跟踪非机动目标的能力。     

一种精确跟踪机动目标的非线性滤波算法

在非线性系统中,最常用的是扩展卡尔曼滤波算法(EKF),当目标距离较远时,滤波器由于量测方程非线性的影响,误差较大。以机动目标“当前”统计模型为基础,建立新的机动目标模型,加入多普勒速度测量对补偿线性化误差的跟踪算法(PTLKF)进行改进。最后融入修正的加速度方差自适应算法对机动目标进行跟踪。仿真结果表明:在非线性观测条件下,改进的PTLKF算法和修正的加速度方差自适应算法的融合可以有效地改善跟踪的效果,并且其计算量明显小于强跟踪滤波算法。     

An adaptive filtering algorithm of velocity estimation

In this paper, a novel adaptive filtering algorithm using real-time deviation of velocity estimation is presented for maneuvering target tracking. This new algorithm will be called adaptive filtering algorithm of velocity estimation. A number of simulation results indicate that the algorithm not only has good performance on tracking maneuvering target, but also greatly improves the capacity for tracking non-maneuvering target. So it is worthy to be applied widely in practice.     

基于雷达点迹处理的抗RGPO干扰的机动目标跟踪

针对距离波门拖引(Range Gate Pull Off,RGPO)干扰下机动目标跟踪性能恶化的问题,提出一种基于雷达点迹处理的机动目标跟踪算法。该算法首先使用RGPO干扰鉴别技术将跟踪波门内的雷达点迹数据分为正常点迹集与RGPO干扰点迹集,针对不同的点迹集采取了不同的状态更新策略,最后融合两类状态信息后输出目标位置。仿真结果表明,该算法的跟踪精度明显优于传统的交互多模型－概率数据关联(Interacting Multiple Model Probabilistic Data Association,IMM-PDA)算法及现有抗RGPO干扰机动目标跟踪算法。     

用于机动目标跟踪的Kalman滤波器的设计

机动目标跟踪广泛应用于军事和民用领域。本文针对机动目标跟踪问题,在“当前”统计模型的基础上,实现了Kalman滤波算法在工程上的应用;同时利用速度预测估计与实时速度估计间的偏差进行自适应方差调整,提出了改进的“当前”统计模型自适应滤波算法。工程实践表明,基于改进模型的Kalman滤波算法在跟踪机动目标时具有起好的跟踪性能,同时也极大改善了对一般非机动目标的跟踪能力。     

位移估计自适应滤波算法

基于“当前”统计模型的基础上 ,利用位移预测估计与实时位移估计间的偏差进行自适应方差调整 ,提出了一种新的自适应滤波算法———位移估计自适应跟踪算法 (AdaptiveFilteringAlgorithmofDistanceEstimation简记为ADE)。大量仿真结果表明 ,采用ADE算法既保持了对机动目标的跟踪性能 ,又显著提高了对弱机动目标及非机动目标的跟踪精度