机动目标跟踪的多传感器分层加权融合算法

针对应用并行,Bar Shalom-Campo等融合算法实现多传感器对机动目标的融合跟踪时,经典的交互多模型(IMM)无法提供目标运动模型这个先验信息的问题,提出一种机动目标跟踪的多传感器分层加权融合算法,该算法通过分层加权得到多种融合算法所需的目标运动模型信息,最后使用扩展卡尔曼滤波器(EKF)对状态预测和量测进行融合估计,实现了多传感器对机动目标的融合跟踪。仿真实验表明,和单传感器相比,所提算法显著提升了机动目标的跟踪精度。     

基于模糊逻辑的交互式多模型网络化弹药多节点目标跟踪算法

针对地面网络化弹药系统多节点目标跟踪问题,提出了基于模糊逻辑的交互式多模型（FL-IMM）多节点目标跟踪算法。在多模型交互输出阶段,利用测量误差协方差矩阵的理论值与估计值之间的差值自适应调整测量误差方差;在多节点融合阶段,建立模糊融合系统（FFS）将来自不同节点的目标状态估计数据融合,进而得到网络目标状态估计。通过一个具有3个主探测节点的网络验证了该算法的可行性。实验结果表明,该算法在传感器失效、系统测量误差未知等情况下仍能很好地跟踪机动目标;该算法在地面网络化弹药多节点目标跟踪方面具有较大的实用性。     

改进的模型集自适应变结构多模型算法

针对传统固定结构的交互式多模型算法模型集无法覆盖目标的所有运动模型,提出一种改进的模型集自适应变结构多模型算法。该算法在量测信息的基础上,采用Kullback-Leiber规则对模型集中各模型与目标运动模型匹配程度进行判别,删减匹配程度较低的模型;同时,采用改进的期望模型算法得到一个新的匹配程度高的模型集,并对原模型集中的模型进行更新;最后再与容积卡尔曼滤波器相结合,实现非线性目标跟踪系统的变结构多模型算法。仿真结果表明:该算法在保证系统计算量没有明显增加的基础上有效地增加了算法的自适应性能和系统的鲁棒性能,更好地满足了工程应用中对算法自适应性和实时性的要求。     

VICKF-IMM算法在机动目标跟踪中的应用

针对智能体移动方式复杂，对其进行观测的传感器测量的信息存在噪声以及目标运动轨迹发生突然的改变会导致目标观测失真甚至错误的问题，提出了一种变积容积卡尔曼滤波交互多模型算法（VICKF-IMM）。该算法将容积卡尔曼滤波与交互多模型算法相结合，并对容积卡尔曼滤波（CKF）中球面积分进行变积分转换处理。优化了其积分求解的方式，提高了整体的稳定性。Monte-Carlo仿真分析，与CKF-IMM和UKF-IMM算法相比，该算法的跟踪精度有明显的提高，并在目标运动发生突变时有更高的稳定性。     

基于改进自适应IMM算法的机动目标跟踪

文中提出了一种改进的跟踪机动目标的自适应IMM（AIMM）算法,采用协同转弯运动模型作为目标的机动模型,通过估计目标的角速度,并在估计参数值的周围选择数量一定的模型组成模型集来覆盖目标所有可能的运动模式,采用交互模型算法进行状态估计;应用变结构思想,将模型之间的切换理解为随机有向图,并综合利用前一时刻模型的后验概率和当前时刻模型的预测概率,计算模型之间的转移概率,从而能够根据目标（转弯）机动的情况,自适应地建立IMM算法的可变模型集。仿真结果表明,改进的AIMM算法的跟踪精度有了较大的改善,算法也更加平稳。     

两阶段卡尔曼滤波自适应交互式多模型算法

对于机动目标跟踪问题,由于目标机动能力的增强,需建立大量模型来逼近真实模式,使建立的目标模型与目标的实际运动适配,但这使计算量增大,而且性能不一定能提高.针对这个问题,将两阶段卡尔曼滤波器与一般的交互式多模型算法相结合,设计了一种自适应交互式多模型算法.该算法采用两阶段卡尔曼估计器估计目标的加速度,然后将其反馈到由多个不同参数构成子滤波器的交互式多模型滤波算法中进行交互式多模型滤波.与自适应半交互式多模型算法进行对比的仿真验证了该算法有效地减少了子滤波器的数量,同时在一定程度上也提高了跟踪的精度.     

改进的交互式多模型粒子滤波目标跟踪算法

针对现有的交互式多模型粒子滤波算法存在粒子退化现象,跟踪性能不高,计算量大影响跟踪的实时性等问题,采用改进的残差重抽样算法,并在滤波前后,对各模型粒子进行输入输出交互运算,得出一种改进的交互式多模型粒子滤波目标跟踪算法。该算法在解决了粒子退化现象的同时,避免了残留粒子重采样问题,在一定程度上降低了计算量,减小了系统估计误差,提高了跟踪性能。通过仿真,验证了该算法的良好性能。     

战场侦察相控阵雷达波束调度研究

战场侦察相控阵雷达在强地杂波环境下对机动性目标跟踪和边跟踪边搜索(TAS)波束调度策略是当前研究的热点。利用地面杂波和目标路径等先验信息,建立了杂波环境下地面交互多模型联合概率数据互联(GIMMJPDA)多目标跟踪算法,在区分目标威胁度、不同威胁目标跟踪精度的基础上实现目标动态的TAS波束调度。经目标态势仿真验证,基于GIMMJPDA目标跟踪算法、高威胁优先级和目标跟踪精度基础上的战场侦察相控阵雷达TAS波束调度策略具有高的时间利用效率。     

基于IMM模型的周期性跳跃运动高超声速飞行器跟踪算法?

通过对临近空间高超声速飞行器的受力分析,建立了其周期性跳跃运动的数学模型,仿真分析了其运动特性;提出了一种加速度均匀变化的运动模型(constant differential of acceleration,CDA),并与CV模型、CA模型交互,使用引入强跟踪滤波器的交互式多模型算法对周期性跳跃运动进行跟踪研究。结果表明,该跟踪算法比经典IMM算法有更好的跟踪精度。     

中段弹头IMM-EKF跟踪方法及性能分析

为了提高中段弹头跟踪收敛速度以及跟踪精度,提出了一种基于交互多模型(IMM)的扩展卡尔曼滤波(Extended Kalman Filter,EKF)的跟踪算法。基于中段弹头加速度变化特点,建立了目标的中段系统动力学模型及量测模型,通过引入速度测量值,使用IMM-EKF算法对中段目标进行跟踪。仿真结果表明,通过交互多模的非线性滤波算法,可以使中段跟踪收敛速度大为加快,速度测量值的引入也使得跟踪精度有所提高,并在弹头中段与再入段衔接处有较好的跟踪性能; 验证了IMM-EKF跟踪中段弹头的有效性。     

基于旋转反射镜光学成像的动态目标跟踪方法

为完善军事靶场实验中精准获得动态目标参数,针对现有目标跟踪方法无法快速跟踪高速运动目标的问题,提出了一种基于反射镜光学成像的动态目标跟踪方法。利用光反射原理,采用高速相机与反射镜结合的方式采集动态目标的多图像信息,建立目标运动数学模型;依据反射镜角度偏移量,研究反射镜转动参数与目标运动参数的匹配关系;采用嵌入式控制器、反射镜、光学相机等搭建系统硬件平台,并结合目标运动数学模型和图像处理算法,实现目标跟踪系统多参量的调控与优化。系统测试结果表明,在变速运动状态下所建立的目标跟踪模型能够获得清晰的目标图像,达到了跟踪的目的。     

不完全信息下分布式目标跟踪算法

针对分布式目标跟踪过程中出现数据丢包和不完全量测现象,提出一种分布式目标跟踪算法.该算法由统计意义下局部滤波器和基于协方差交叉算法融合滤波器构成,其中局部滤波器利用邻域内各节点测量信息计算局部滤波值,融合滤波器则将邻域内各节点局部滤波值进行融合处理,得到该节点的目标坐标信息;最后,利用典型目标航迹模型对该算法进行仿真分析.仿真结果表明:该算法可有效抑制不完全信息发生时对目标跟踪结果的不利影响,可为分布式目标跟踪系统在实际工程中的设计与研制提供有益的参考.     

基于信息融合的分布式多舰无源定位算法

提出一种基于信息融合的分布式多舰无源定位算法,该算法通过属性关联和空间关联相结合的方法实现了多舰无源传感器的定位关联,并采用时变采样间隔的修正增益推广卡尔曼滤波器,用多条舰艇的舰载电子侦察设备对海上多个运动辐射源目标进行分布式纯方位跟踪融合。仿真结果表明：进行跟踪融合后的定位精度比单个舰艇的定位精度有了较大幅度的提高,受目前雷达侦察设备的测向精度比较低的限制,使得跟踪融合后不能达到很高的精度,但该精度可以满足海上导弹攻击的需求,导弹可以通过对一定范围内的目标进行搜捕达到精确打击的目的。该算法对海上慢速运动的舰艇辐射源进行纯方位跟踪有较好的稳定性和可满足要求的定位精度,能够满足工程应用的要求。     

磁悬浮列车跟踪竖曲线的扰动因素分析

针对磁悬浮列车的竖曲线跟踪问题,建立单点磁悬浮轨道跟踪模型。分析磁悬浮列车通过竖曲线时存在的扰动因素,并研究这些扰动因素对悬浮系统跟踪能力的影响。采用状态反馈控制方法,通过仿真对单点模型通过竖曲线的动态特性进行研究。仿真结果与实际悬浮列车在跟踪竖曲线轨道时的动态特性相吻合。该分析可为设计和改进悬浮控制系统提供参考。     

交互多模型算法在目标跟踪领域的应用

对于目标的跟踪问题,多模型算法相对于单模型算法具有较大的优势;介绍了交互多模型算法的起源和发展,归纳和总结了近年来多模型算法的改进方向,介绍了多模型算法应用的新领域,简述了多传感器目标跟踪的研究成果;最后加以总结,展望多模型算法的研究方向。     

变质心非自旋弹头的变结构制导律研究

将弹头-目标相对运动关系分解为纵向平面和侧向平面内的相对运动关系,对非自旋弹头的制导问题进行了研究.为了保证非自旋弹头打击地面目标时的脱靶量和末端落角同时满足要求,提出了一种变结构制导律,该制导律在滑模面设计中同时包含了脱靶量和末端落角两种因素.采用指数趋近律方法来分别设计了纵向平面和侧向平面内的变结构制导律.仿真结果表明,所提出的变结构制导律不仅保证了脱靶量指标,而且使非自旋弹头以期望的末端落角命中目标,有效地提高了对目标的毁伤强度.     

一种基于弹道模型的机动目标跟踪算法

针对当前目标跟踪算法中跟踪模型与现代反舰导弹实际运动不匹配而影响跟踪精度的问题,根据反舰导弹的弹道特点,通过分析导弹受力情况和运动状态的关系,提出了一种基于弹道模型的机动目标跟踪算法,并针对高速跃升俯冲运动,分别与基于CV、CA模型的目标跟踪算法作了性能比较.仿真结果表明,该算法在原理上是正确可行的,可显著提高对高速强机动目标的跟踪性能.     

道路约束下多传感器协同地面目标跟踪的管理方法

为实现道路约束下地面目标的有效跟踪、控制传感器系统的辐射损失,提出一种多传感器协同管理方法。将传感器管理过程描述为部分可观马尔可夫决策过程,建立道路约束下目标跟踪模型和传感器截获损失模型,给出跟踪精度和截获损失的具体计算方法,并提出一种多普勒盲区下的目标预测状态修正方法;针对高维数下管理方案求取困难的问题,设计了一种莱维飞行- 樽海鞘群算法以快速获得高质量的解。仿真实验结果表明：相比于经典寻优算法,所提算法具有更好的全局搜索能力,能够在缩短寻优时间的同时找到高质量的解;所提管理方法能够有效解决地面目标跟踪问题,既保证了跟踪任务的完成质量,又提高了传感器系统的生存能力。