基于红外和雷达的目标跟踪数据关联快速算法

在顺序串行多传感器联合概率数据关联算法的基础上,提出了一种杂波环境下多传感器多机动目标快速跟踪算法,即顺序的MSFAFDA.首先顺序地用来自红外和雷达的量测更新状态估计,然后应用多传感器快速数据关联算法进行数据关联,易于推广到具有多个传感器的跟踪系统.仿真结果表明,MSFAFDA算法的计算量要比一般的多传感器IMM-JPDA算法小,具有更快的收敛速度;跟踪的目标数越多,MSFAFDA算法在实时性方面的优势就越明显.     

基于数据关联快速算法的目标跟踪与仿真研究

针对利用传感器对密集目标进行跟踪中联合概率数据关联(JPDA)计算量大,出现计算组合爆炸而导致效率低下的问题,简要介绍了数据关联快速算法(FAFDA),建立了基于坐标变换和自适应α-β滤波的数据关联快速算法模型并进行了模拟战场实际目标的仿真试验,仿真结果表明该算法能很好的跟踪目标,其跟踪精度符合实际要求,计算量明显减小,提高了跟踪实时性.     

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.     

一种多目标跟踪起始和数据关联的快速算法

包含有新目标跟踪起始的数据关联问题是多目标跟踪算法研究中的一个难点。本文首先描述了红外搜索跟踪（ＩＲＳＴ）系统进行多目标跟踪中的跟踪起始和跟踪终结问题;然后提出了采用可变跟踪门的方法,并且将ＩＲＳＴ系统接收到的目标红外辐射作为一个参考量。给出了多目标跟踪起始和数据关联的快速算法。最后给出了数值仿真结果,仿真表明了这种算法的快速性和有效性。     

基于信息融合的多目标单站无源跟踪新技术研究

跟踪起始与数据关联是多目标无源单站跟踪的关键技术.本文提出了一种基于目标多特征信息融合的自适应跟踪起始算法,通过构造多维动态可变的跟踪门,进行自适应跟踪起始检测,然后根据序列概率比检验准则进行轨迹确认.同时提出了一种基于多目标多特征信息融合的数据关联算法,首先通过定义多个特征数据关联度,将单个有效观测的多特征信息进行融合,再对多目标进行综合数据关联.计算机仿真表明,该跟踪起始算法能够快速有效地启动航迹,数据关联算法的性能要优于传统的NN方法和扩展的NN方法.     

一种相控阵雷达自适应数据率目标跟踪算法

为了提高相控阵雷达机动目标跟踪的系统资源利用率,给出了一种高效快速的自适应数据率交互多模型目标跟踪算法（FAIMM）,将目标数据更新时间与模型概率关联起来,使每一节拍的数据更新率随目标的瞬时机动特性自适应调整。仿真结果表明,与AIMM跟踪算法相比,自适应数据率跟踪算法准确率更高,系统资源消耗更少。     

基于α-β和δ-ε滤波器的机动目标跟踪

机动目标跟踪算法工程化问题一直是个难点。文中提出了基于α-β和δ-ε滤波器联合来跟踪机动目标，该算法不仅克服了两种滤波器对机动目标跟踪的不足，且计算简单，容易工程实现，并对机动目标有很好的跟踪效果。仿真实验结果表明了该算法的有效性。     

多目标跟踪中基于特征辅助的概率数据关联算法

在传统的多目标跟踪系统中,数据关联仅利用了那些与目标状态向量直接相关的信息。在此提出了一种基于广义概率数据关联(GPDA)的新的关联算法即特征辅助跟踪(FAT)算法。该算法同时利用了目标的特征信息和状态信息进行数据关联,较好地解决了在密集杂波环境下对近目标的跟踪问题。最后以目标的一维距离像信息为例进行仿真,仿真结果表明,所提出的算法使跟踪性能优于传统的概率数据关联。     

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。     

三维数据关联情况下外辐射源雷达多目标跟踪研究

不同于传统多目标跟踪,除了量测-目标数据关联模糊问题外,外辐射源雷达跟踪系统新增了量测-发射机数据关联模糊问题。针对此问题,该文通过引入一个新的关联变量来表示量测和发射机之间的数据关联关系,提出了目标-量测-发射机3维数据关联改进概率多假设跟踪(PMHT)算法。该算法利用期望极大化(EM)算法的独立性假设条件得到最大后验概率意义下的最优跟踪。为了增加目标-量测-发射机之间数据关联的准确性,提高多目标与量测后验关联概率的精确度,将量测信息设定为均值相同协方差不同的混合高斯分布。针对距离-多普勒量测的非线性性,利用无味卡尔曼平滑(UKS)算法进行多目标状态估计。仿真结果表明,对于FKIE外辐射源雷达数据集(杂波密度很高),所提算法的目标与航迹关联成功率高,抗杂波性能强,证明了算法的有效性。     

三维数据关联情况下外辐射源雷达多目标跟踪研究

不同于传统多目标跟踪,除了量测-目标数据关联模糊问题外,外辐射源雷达跟踪系统新增了量测-发射机数据关联模糊问题.针对此问题,该文通过引入一个新的关联变量来表示量测和发射机之间的数据关联关系,提出了目标-量测-发射机3维数据关联改进概率多假设跟踪(PMHT)算法.该算法利用期望极大化(EM)算法的独立性假设条件得到最大后验概率意义下的最优跟踪.为了增加目标-量测-发射机之间数据关联的准确性,提高多目标与量测后验关联概率的精确度,将量测信息设定为均值相同协方差不同的混合高斯分布.针对距离-多普勒量测的非线性性,利用无味卡尔曼平滑(UKS)算法进行多目标状态估计.仿真结果表明,对于FKIE外辐射源雷达数据集(杂波密度很高),所提算法的目标与航迹关联成功率高,抗杂波性能强,证明了算法的有效性.     

基于改进盖尔-沙普利算法的自动识别系统与双频地波雷达断裂航迹关联

高频地波雷达(HFSWR)可以实现大范围海上船只目标的连续探测,但是海杂波等干扰因素的影响容易造成跟踪航迹的断裂。目前关于地波雷达航迹关联的研究中,通常忽略了航迹断裂的情况,将航迹关联视为二分图匹配问题,这会导致可能将单一目标的断裂航迹判断为多个目标,从而引起目标的误关联。针对上述情况,该文结合模糊综合评判和迭代搜索算法,首次将盖尔-沙普利(GS)算法引入航迹关联领域,并且对其进行改进以满足航迹断裂时的多对多航迹关联情况,提出了改进的盖尔-沙普利(IGS)算法。在该算法中,通过计算航迹之间的模糊综合评判值来得到航迹之间的倾向度序列,再由迭代搜索对航迹进行聚类以获得航迹集群,最后将航迹集群及倾向度序列输入盖尔-沙普利算法来进行数轮博弈以给出关联结果。利用双频率高频地波雷达和船只自动识别系统(AIS)的仿真数据与实测数据进行实验测试,实验结果表明：所提出的算法解决了在航迹断裂情况下的多传感器航迹关联问题,且在密集区域的航迹关联效果优于传统算法。     

混合坐标系下的自适应α-β滤波器

针对雷达目标观测和数据处理在不同的坐标系下完成,本文提出了一种混合坐标系下的自适应α-β滤波算法来跟踪机动目标。该算法以自适应α-β滤波器为基础,直角坐标系和球坐标系下的算法相结合,克服了这两种坐标系下滤波算法的不足,对机动目标有很好的跟踪效果。仿真表明该算法的跟踪性能优于单一坐标系下的自适应α-β滤波器,尤其适用于TWS雷达多机动目标跟踪情况。     

基于杂波环境下的机动目标跟踪算法仿真

在机动目标跟踪中,实际系统的工作环境并非理想环境。这时传统的滤波算法无法适用。为实现量测跟踪,需要数据关联算法,即数据融合问题。介绍了数据关联中的基本原理;给出数据关联的基本模型;给出PDA算法的仿真,验证算法的可行性。     

船用雷达ARPA中的自适应α-β滤波研究

ARPA是航船跟踪目标避免碰撞的重要设备,其目标跟踪的主要算法是简化α-β滤波算法。该算法用于匀速直线运动目标的滤波跟踪处理,对机动目标的跟踪性能较差,同时ARPA的引入还增加了坐标变换的运算量。针对上述问题,提出在ARPA系中统运用直角坐标系下的自适应α-β滤波算法,新方法在坐标变换后进行,减少了坐标变换运算量,增强了自适应跟踪能力,并实现机动目标的自适应跟踪,通过仿真验证了该方法的跟踪性能。     

概率强近邻在IMM中的应用

目标的幅度信息在数据关联技术中起着很重要的作用,但传统的方法忽视了对这类信息的应用.提出了一种基于概率强近邻的相互作用多模型算法,有效地将幅度信息引入到数据关联中,完成对目标的精确跟踪.通过仿真,将它与传统的相互作用多模型概率数据关联等算法进行比较.仿真结果表明,该算法不仅具有很好的跟踪精度,而且其计算量也大大降低.     

一种改进的α-β滤波算法

针对传统α-β滤波算法不够有效跟踪机动目标的问题,详细分析了其内在原因,提出一种改进的α-β滤波算法.该算法不需要假定目标的机动模型,而是将目标的机动加速度作为滤波状态直接估计出来,将估计加速度作为输入控制量引入到传统α-β滤波器的状态估计方程中进行机动目标的跟踪.然后将它与传统α-β滤波算法进行比较,证明了新的算法不仅具有传统算法计算量小的优点,而且还可以对机动目标进行实时跟踪.仿真结果表明,新算法在综合性能上明显优于传统算法.     

基于两点式数据关联算法的多机动目标跟踪

本文首先分析了两点式概率数据关联算法,在此基础上将其与交互式多模型算法结合起来提出了一种用于跟踪多机动目标的新算法.由于充分利用了两点式数据关联算法在关联精度和计算量上的优越性,所提出的新算法无论在跟踪精度方面,还是计算量上都有很大的改善.理论分析与仿真结果验证了该算法优于传统的交互式多模型联合数据关联算法.     

一种可递归和并行实现的快速JPDA算法

联合概率数据关联算法是密集杂波环境下一种良好的多目标数据关联跟踪算法。计算量爆炸效应一直是该算法的一个难题。本文提出一种基于分层构造关联事件的快速算法,层次间的搜索具有递归性并可以独立进行,因而可以并行实现。文中还将本文的方法跟有关文献方法作了比较,并且给出相应的计算机仿真实验和结果。