基于JVC的紧凑型地波雷达海上目标点迹-航迹最优关联方法

紧凑型地波雷达由于接收天线阵列孔径减小导致对海上目标的定位精度低,在多目标跟踪算法中采用序贯式的点迹-航迹关联方式易发生误关联导致航迹断裂、误跟踪等问题.对此,该文将多目标点迹-航迹关联转化为最优分配问题,提出一种基于JVC算法的多目标点迹-航迹最优关联方法.对于关联波门重叠区域内存在公共候选点迹的多条航迹,首先以雷达获取的目标多普勒速度、距离与方位角作为目标特征参数,利用最小代价函数确定公共候选点迹与所有航迹之间的相似度,得到关联代价矩阵;然后以总关联代价最小化作为优化准则,采用JVC算法求解得到最优的点迹-航迹关联结果.利用仿真与实测目标数据开展了点迹-航迹关联实验,并与序贯最近邻关联方法的关联结果进行了对比.实验结果表明:采用该文所提方法跟踪得到的航迹时长明显优于序贯最近邻关联方法的结果,解决了序贯式关联因关联错误导致的航迹断裂、误跟踪等问题,提高了航迹跟踪的连续性.     

基于JVC的紧凑型地波雷达海上目标点迹-航迹最优关联方法

紧凑型地波雷达由于接收天线阵列孔径减小导致对海上目标的定位精度低,在多目标跟踪算法中采用序贯式的点迹-航迹关联方式易发生误关联导致航迹断裂、误跟踪等问题。对此,该文将多目标点迹-航迹关联转化为最优分配问题,提出一种基于JVC算法的多目标点迹-航迹最优关联方法。对于关联波门重叠区域内存在公共候选点迹的多条航迹,首先以雷达获取的目标多普勒速度、距离与方位角作为目标特征参数,利用最小代价函数确定公共候选点迹与所有航迹之间的相似度,得到关联代价矩阵;然后以总关联代价最小化作为优化准则,采用JVC算法求解得到最优的点迹-航迹关联结果。利用仿真与实测目标数据开展了点迹-航迹关联实验,并与序贯最近邻关联方法的关联结果进行了对比。实验结果表明:采用该文所提方法跟踪得到的航迹时长明显优于序贯最近邻关联方法的结果,解决了序贯式关联因关联错误导致的航迹断裂、误跟踪等问题,提高了航迹跟踪的连续性。     

基于特征辅助的灰色航迹关联方法

多雷达多目标航迹关联算法大多量测数据中因信息贫瘠的原因导致雷达目标航迹关联精确度较差、性能较低等一系列问题。基于灰色关联分析理论的航迹关联算法,分析研究了综合性线段Hausdorff距离(LHD)灰色关联方面的理论,并将其用在雷达航迹关联领域。通过仿真证明,该算法能够综合考虑航迹之间的距离远近度和2条航迹曲线的拟合度。特征辅助信息不仅可以用于数据关联,也可以用在航迹关联方面。提出基于目标特征辅助信息的序贯灰色关联算法,仿真证明该算法与传统灰色关联算法相比精确度较高,能够在工程实践中提高关联概率。     

雷达与电子支援措施异步抗差航迹关联算法

针对雷达与电子支援措施(ESM)存在系统误差、航迹异步等复杂条件下的航迹关联问题,该文提出一种基于区间序列离散度的异步抗差航迹关联算法。定义混合区间序列的离散信息度量,给出系统误差的区间化方法,通过计算区间离散度并利用经典分配法进行关联判定。与传统算法相比,可在系统误差存在的前提下无需时域配准对异步航迹直接关联,且对噪声分布不敏感。仿真结果表明,所提算法具有良好的抗差性且不受目标运动位置的影响,适用于传感器同地或异地配置等多种情况。     

雷达与电子支援措施异步抗差航迹关联算法

针对雷达与电子支援措施(ESM)存在系统误差、航迹异步等复杂条件下的航迹关联问题,该文提出一种基于区间序列离散度的异步抗差航迹关联算法.定义混合区间序列的离散信息度量,给出系统误差的区间化方法,通过计算区间离散度并利用经典分配法进行关联判定.与传统算法相比,可在系统误差存在的前提下无需时域配准对异步航迹直接关联,且对噪声分布不敏感.仿真结果表明,所提算法具有良好的抗差性且不受目标运动位置的影响,适用于传感器同地或异地配置等多种情况.     

基于孪生神经网络的航迹关联方法

日益复杂的电磁环境对战场目标探测提出了很高的要求。由于多雷达融合系统的不断发展,如何准确快速地完成多雷达的航迹关联成为一个亟待解决的问题。现有的关于航迹关联算法的研究大多只考虑雷达上报的最新目标航迹点,而没有考虑先前的航迹信息。除此之外,大多数航迹关联算法对于航迹异步问题的解决方法是进行时间配准,这不仅增加了算法本身的计算开销,还放大了航迹信息中包含的误差,因此难以应用于目前复杂的电磁环境中。本文提出一种适用于对异步航迹进行关联的、且无需进行时间配准工作的基于孪生神经网络的航迹关联算法(TTCSN)。该算法首先将待关联航迹两两组成一对,将其成对地送入特征提取网络中,再利用共享权重的双向LSTM网络提取输入航迹的隐含特征,之后对两条航迹的特征向量进行相似度计算,得到相似度向量,最终送入分类器完成关联航迹与非关联航迹的判别。实验表明,TTCSN算法能够有效地解决异步航迹关联问题。     

基于模糊平均综合相似度的航迹关联算法

为了解决多传感器多机动目标的航迹关联问题,提出了基于模糊平均综合相似度的多传感器多目标航迹关联算法.该算法首先应用模糊理论建立了多传感器航迹关联问题的数学模型,提出用航迹间的整体平均距离进行粗关联,确定可能关联航迹,排除不关联航迹;然后利用模糊理论计算出可能关联航迹之间的模糊综合相似度,基于到当前时刻的全部模糊综合相似度,得出可能关联航迹的整体模糊平均综合相似度,建立模糊平均相似度关联矩阵;最后采用最大平均综合相似度和阈值判别原则,确定关联航迹.仿真结果表明,在目标密集、航迹交叉等情况下,该算法性能良好,关联正确率明显优于传统方法.     

基于小波变换的异类传感器机动目标的模糊航迹关联

针对雷达和电子对抗测量对机动目标的航迹关联问题,提出了一种基于小波变换的模糊航迹关联算法.首先通过小波分析对航迹序列进行去噪、粗关联,然后根据目标的特性建立模糊因素子集,进行精关联.仿真实验表明:与传统的加权法相比,该算法有效地解决了机动目标航迹关联问题,并提高了航迹关联的概率.     

利用模糊评判的抗欺骗干扰新方法

转发式欺骗干扰能够利用与雷达信号的强相干性的特点进入雷达,形成虚假航迹,从而影响战场评估。针对此问题,本文提出了一种新的利用模糊评判的抗欺骗干扰方法。该方法首先提取回波的幅度、干扰误差角特征,利用模糊评判对欺骗干扰进行识别,有效提高了识别效果;其次将得到的隶属度用于3/4逻辑霍夫变化航迹起始以及概率数据互联航迹滤波算法的改进,抑制虚假目标在雷达形成航迹;最后,仿真实验表明本方法能够有效地抑制欺骗干扰,确保雷达对真实目标的跟踪。      

一种存在系统偏差的航迹关联方法

研究了组网雷达存在系统误差情况下的航迹关联问题,采用ECEF坐标系作为公共参考坐标系,采用三门限算法进行航迹关联。将不同雷达量测的位置偏差作为粗关联门限,利用位置误差序列的样本方差建立历史航迹关联门限,最后对仍存在歧义的航迹,通过优化算法实现关联的全局最优解,与最近邻域法相比该算法可以有效实现不同目标数目与不同系统误差下的航迹关联,仿真结果显示了该算法的有效性。     

地波雷达与自动识别系统目标点迹最优关联算法

为了提高海洋探测精度和范围,针对高频地波雷达(HFSWR)和自动识别系统(AIS)目标点迹的融合利用问题,该文提出一种基于JVC(Jonker-Volgenant-Castanon)的点迹分状态全局最优关联算法。首先,通过判断高频地波雷达和AIS点迹的径向速度,将点迹分为准静态目标和动态目标。接着,选取径向速度和点迹间的球面距离为特征参数,对不同状态下目标点迹分别进行径向速度和位置间球面距离粗关联。最后,使用相对距离比的平均值进行关联效果的评价,通过选择合适的关联门限参数,使用JVC算法实现高频地波雷达和AIS的点迹最优关联。实验结果表明:该算法在关联相同点迹对数的情况下,关联精度高于最近邻(NN)算法和Munkres关联法,关联用时少于最近邻算法和Munkres关联法。通过近3年内3组不同时刻实测目标点迹的验证,该算法可以满足关联的实用性和实时性要求。     

基于概率加权和帧间关联的多目标初值估算

针对目标个数的不确定性和目标航迹的初始化问题,提出一种综合的检测算法.首先将序列图像在时域上进行组合,消除背景影响.在此基础上对组合帧图像进行网格划分,估计出目标存在区域,从而缩短了目标搜索时间,然后利用帧间目标的互关联特性初始化各目标的航迹.仿真试验结果表明,该算法具有有效性与实时性的特点.     

最近邻联合概率数据关联算法在舰载雷达跟踪中的应用

舰载雷达的工作环境海杂波多,导致雷达在跟踪时可能关联上杂波。针对这个特点,本文应用最近邻联合概率数据关联(NJPDA)算法作为舰载雷达目标跟踪的数据关联算法,这个算法可以解决密集目标的正确跟踪问题。仿真结果理想,仿真场景设为目标相交、目标平行、有杂波时均可正确跟踪。     

基于小波变换的航迹关联方法

该文基于小波框架条件及多分辨率特性,提出了一种新的自适应航迹关联算法。将目标航迹数据序列分解为整体走势和局部特征两方面来解决航迹关联问题。当目标作匀速直线运动时,只比较两航迹的整体走势;当目标作机动运行时,同时比较两航迹的整体走势和局部特征(机动性)。理论分析和仿真实验证明了该算法的有效性和合理性。     

一种基于模糊聚类的PHD航迹维持算法

针对杂波环境下数量变化的多目标航迹关联问题,提出一种基于模糊聚类的PHD航迹维持算法.该算法充分利用多帧信息,对当前时刻状态进行多步预测,并根据惯性进行加权,然后利用模糊聚类求得当前估计属于每条航迹的隶属度,从而得到最终的航迹.与传统的估计与航迹关联算法不同,该算法在更新每条航迹信息时,不仅仅是简单地对相邻帧之间的对数似然比进行求和,而是通过加权聚类等操作综合考虑了多帧信息.实验结果表明,所提算法能够更好地保持目标航迹,即使在目标出现交叉的地方也能达到很好的跟踪精度,具有较强的鲁棒性和优良的航迹维持性能.     

基于可行性矩阵遍历的重叠多目标角轨迹关联算法

目标角轨迹关联旨在将隶属于同一目标的不同传感器测量的角轨迹正确匹配在一起,角轨迹关联问题是天基光学监视系统的核心难点问题之一,其性能直接决定了天基光学监视系统的目标跟踪性能。在密集多目标场景下,受光学传感器像元分辨率、光学系统点扩散效应、目标相互遮挡等影响,容易发生目标重叠而不可分辨的现象。现行多目标角轨迹关联方法是基于一个目标产生一条角轨迹的假设前提,在重叠多目标情况下关联性能大大降低。针对此类问题,本文提出了基于可行性矩阵遍历的目标角轨迹关联算法。该算法以倾角差为统计量,遍历各种可能的关联分配,并计算每一个可能的关联分配概率,最后基于贝叶斯准则计算得到最终的关联结果。仿真实验表明,该算法能有效处理目标相互遮挡、目标未分辨等导致的多个目标共用一条角轨迹的情况,具有更好的复杂多目标场景适应性。     

一种基于小波与遗传算法的小目标检测算法

本文提出了一种快速检测序列图像中低信噪比(＜2)小目标的算法.该算法采用小波滤波器对每帧图像滤波,提高目标的信噪比,剔除部分噪声点,降低了低信噪比小目标检测算法的运算量;设计了基于遗传算法的起始航迹搜索算法,有效地避免航迹的漏检;采用截断序贯似然比检验,形成确认航迹.仿真结果表明应用此算法,可快速实现信噪比小于2的小目标(2×2)的检测与跟踪.     

改进的Meanshift运动目标跟踪算法

Meanshift算法在对快速运动的目标进行跟踪时容易丢失目标,并且在目标被遮挡时,也容易造成跟踪失败,跟踪的过程中跟踪框不能随着运动目标的大小变化而变化.提出一种基于Meanshift运动目标跟踪算法的改进算法.该算法基本思想是采用改进的三帧差分法对运动目标区域进行提取,求得跟踪框轮廓,同时用Meanshift算法对运动目标进行跟踪,获得目标最大概率区域,将该区域中心作为跟踪框的中心.跟踪过程中通过巴氏系数判断是否目标被遮挡,若被遮挡则调用Kalman滤波进行预测跟踪.实验结果表明,该算法能够快速、准确地跟踪目标.     

高频地波雷达飞行小目标跟踪方法研究

增大探测距离、快速精确跟踪是高频地波雷达探测飞行小目标所面临的主要困难.本文提出了高频地波雷达飞行小目标跟踪(AWATT)系统.该系统主要包括自适应改进Hough变换(AMHT)航迹起始、双门限快速联合概率数据关联(DTF-JPDA)以及间接测量(IM)精度改善,分别解决了低信噪比条件下,对飞行小目标的提早预警、快速关联以及精确跟踪问题.实验结果验证了该系统在跟踪预警飞行小目标中的有效性.