飞行器转向时的航迹起始算法

在飞行器转向优化控制的研究中,传统的逻辑法在飞行器高速机动转向时因外推点与真实量测点距离偏大且跟踪波门偏小而丢失航迹真实量测点,从而导致雷达对观测目标航迹起始的失败.为了解决传统航迹起始算法所存在的问题,提出了采用修正外推点的方位角和放大的跟踪波门的改进的航迹起始算法.与传统算法相比,改进算法能够使目标的真实量测点更准确地落在雷达跟踪波门内.仿真比较和性能分析表明,上述算法对于提高飞行器等高速目标转向时航迹起始的正确率是有效和可行的.     

基于自适应波门的临近空间高超声速目标航迹起始方法

针对传统航迹起始方法不能有效起始临近空间高超声速目标航迹的问题, 提出了一种基于自适应波门的航迹起始方法。在分析临近空间高超声速目标运动特点的基础上, 建立专门针对临近空间高超声速目标的扇形波门、椭圆形波门和部分圆环形波门, 当扇形波门内无有效量测时, 根据目标前一时刻的位置和速度信息建立椭圆形波门。如果椭圆形波门内无有效量测, 则假设目标在前一时刻或是更早时刻以最大机动水平改变原运动模式, 据此假设来建立部分圆环形波门, 确保目标真实量测落入波门, 并采用模糊决策方法起始目标航迹。仿真结果表明, 新方法能够对临近空间高超声速目标进行有效航迹起始, 提高了正确航迹起始概率, 具有一定工程实践意义。     

小波变换的多频连续波雷达多目标参数估计

在多频连续波雷达多目标参数测量中,目标速度、加速度的准确快速估计对后续测距、测角有重要的意义.小波变换是时频分析的有力工具,能方便、准确和快速分析目标的时频参数.通过检测时频面上的直线,可以准确的得到目标参数.小波变换满足线性叠加,小波变换具有良好的多目标处理性能,对多频连续波雷达多目标信号处理具有良好的适应能力.研究了基于小波变换的雷达多目标速度和加速度估计算法:通过小波变换提取小波脊线,估计出高能量目标参数,然后构造陷波滤波器滤掉该目标信号,通过上述方法逐步估计出剩下目标参数.仿真试验表明了该算法的有效性.     

基于LabVIEW的FMCW雷达测距系统设计

在FMCW（调频连续波）雷达测距系统中,通常采用FFT（快速蹲里叶变换）算法对差频信号进行频率测量。为了进一步提高测距精度,提出了一种结合FFT和离散频谱能量重心法的方法来测量差频信号的频率。结合雷达收发器IVS-162和MP424数据采集卡,设计并实现了基于LabVIEW的FMCW雷达测距系统;实验结果表明该系统性能稳定、结构简单,可应用于需要高精度测距的场合。     

多雷达多目标航迹匹配策略

在进行多雷达多目标航迹匹配时,由于测元系统误差随跟踪距离传播,雷达测量精度下降,易出现航迹匹配错误的情况。针对该情况,应用多测元非线性融合模型,采用样条约束的误差模型最佳弹道估计(Error Model Best Estimation of Trajectory,EMBET)方法对雷达测元系统误差进行自校准,将利用欧几里得距离进行航迹匹配的传统方法改为利用精度较高的雷达测距作差比较,有效解决了多雷达航迹匹配时的门限阈值合理设置的难题。仿真结果证明算法有效适用,可极大地提高多雷达多目标航迹匹配时的准确度,对完成多目标空域分布、目标识别等突防效果分析评估具有重要价值。     

基于改进Camshift的穿墙雷达运动人体目标成像跟踪算法

针对穿墙雷达运动人体目标图像"闪烁"与"抖动"的特点,提出基于改进Camshift的穿墙雷达运动人体目标成像跟踪算法。首先,针对形成的连续多帧穿墙雷达图像以及对应的颜色概率分布图,引入目标预测过程以确定图像中运动目标搜索波门,消除波门外的杂波干扰;然后,利用颜色概率分布图,在波门内自适应迭代调整目标搜索窗尺度,匹配形状与大小变化的目标图像以提取目标位置;最后,对提取的目标位置进行α-β滤波,形成连续平滑的目标运动跟踪航迹,实现基于穿墙雷达成像的建筑物内运动人体稳定航迹跟踪。多输入多输出（MIMO）穿墙雷达实验结果显示,与传统Camshift和Meanshift算法相比,改进后算法的跟踪航迹误差分别降低了40.99%和43.09%,获得了更加准确和平滑的目标运动航迹。     

联合ADS-B的最小二乘雷达系统误差估计方法

为了解决两坐标雷达系统误差估计问题,提出一种联合ADS-B的最小二乘雷达系统误差估计方法.提出方法首先将ADS-B量测从地理坐标系转换到雷达局部直角坐标系,建立统一的配准空间;其次以雷达航迹的采样时间为基准,对ADS-B航迹进行插值,构造新的ADS-B航迹;然后采用直线拟合算法分别计算雷达航迹和ADS-B航迹的直线方程,并计算两条直线的夹角,再利用该夹角补偿雷达航迹的航向角数据;最后采用最小二乘算法估计雷达系统误差.实测数据实验结果表明,与传统直线拟合方法和最小二乘方法相比,提出方法能够更有效地估计雷达系统误差;经过提出方法配准处理后,雷达航迹数据的平均斜距离误差和方位角误差分别降低71.7%和52.7%.     

毫米波汽车防撞雷达波形设计

为了增强汽车行驶的安全性,国外自20世纪60年代已经开始研制汽车雷达;它没能像其它汽车电子产品一样得到广泛应用,除了成本等方面的因素,最主要问题是在应用中遇到的频繁的虚警,这是由汽车运行的环境复杂造成的;从国际研究来看,采用具有良好性能的雷达信号是解决这个问题的主流方法;文章分析了频率键控雷达信号测距的原理以及在实际应用中的不足,分析了线性调频连续波的测距、测速原理,以及在多目标探测时的缺点;文章最后提出了在多目标环境下,为准确探测前方目标,减少路面、防护栏或旁车道车辆所造成的干扰,设计了三角波加入恒频连续波,以及变周期三角波雷达信号,应用于多目标识别。     

高精度调频连续波雷达测距算法的研究

在调频连续波(FMCW)雷达测距算法中,快速傅里叶(FFT)算法频谱分析的误差是由FFT频谱线之间间隔造成的。因此,为了提高FFT算法的测距精度,减少频谱分析的误差,提出了频移补偿的改进措施。频移补偿的频谱搬移因子的获取是利用频谱图对称性与最值和邻近两个谱线点坐标之间的距离差得到的。仿真实验的结果说明,该措施在不大幅提高测距时间的情况下得到的最值更接近实际峰值,可以较好地改进雷达的测距精度。     

基于DSP+FPGA的LFMCW雷达测距信号处理系统设计

为解决计算量大的高精度线性调频连续波(LFMCW)雷达测距信号处理算法难以在线验证的问题,提出一种基于数字信号处理器(DSP)和现场可编程门阵列(FPGA)双核架构的雷达测距信号处理系统方案,并完成了软硬件设计和测距算法嵌入.设计方案以DSP为信号处理核心,FPGA为外围设备控制核心.采用C语言实现了基于相位匹配法的LFMCW雷达测距算法在DSP中的嵌入,采用VHDL语言实现FPGA功能模块.在线测距实验结果表明:各功能模块工作正常,基于相位匹配法的测距算法精度高.     

Ants for track initiation of bearings-only tracking

A novel track initiation method using ants of different tasks, a kind of ant colony optimization (ACO) algorithm, is developed in this paper. For the proposed system of ants of different tasks, we assume that the number of tracks to be initiated equals the one of tasks, and moreover, ants of the same task search for a given track by collaboration, while ants of different tasks will compete with each other during the search process. In order to fulfill such behaviors, the pheromone model is established, and the corresponding objective function to be optimized is also presented. Numerical simulation results indicate that, for the case of bearings-only multi-sensor-multi-target tracking, the track initiation performance for the proposed system of ants of different tasks performs well compared to other track initiation methods.     

一种红外多目标跟踪的快速算法

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,同时红外目标又有其自身的独特之处。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试验结果,仿真表明了这种算法的快速性和有效性。     

近空间双基雷达网航迹起始算法

针对隐身目标的低可探测性和雷达采样间隔的随机性,提出一种基于概率网格Hough变换和速度特征模糊聚类的近空间双基雷达网航迹起始算法.首先,利用概率网格Hough变换方法提取目标初步航迹;然后,结合目标的时间特性,利用点迹速度模糊聚类的方法进一步提取目标真实航迹.实验结果表明,所提出算法具有较强的鲁棒性和较高的精度,适用于杂波环境下随机采样的多雷达系统航迹起始.     

基于网格聚类和修正逻辑的航迹起始算法

针对高密度杂波环境中多目标航迹起始时虚假航迹多和起始处理速度慢的问题,提出了一种将扫描点迹先聚类后进行航迹起始的新算法TI-GCL(Track Initiation Algorithm Based on Grid Clustering and Modified Logic Algorithm).新算法通过网格核技术和边界提取技术分别对高、低密度网格中的回波点迹进行处理,得到更为准确的簇,进一步利用簇中数据对象的相似度进行聚类,最后对每个聚类中的点迹运用修正逻辑法起始目标航迹.仿真结果表明,该算法在高密度杂波环境下能够准确、快速地起始多目标航迹,适于工程运用.     

利用位置测量的单点和两点差分跟踪起始算法的比较研究

We consider the problem of initializing the tracking filter of a target moving with nearly constant velocity when position-only (1D, 2D, or 3D) measurements are available. It is known that the Kalman filter is optimal for such a problem, provided it is correctly initialized. We compare a single-point and the well-known two-point difference track initialization algorithms. We analytically show that if the process noise approaches zero and the maximum speed of a target used to initialize the velocity variance approaches infinity, then the single-point algorithm reduces to the two-point difference algorithm. We present numerical results that show that the single-point algorithm performs consistently better than the two-point difference algorithm in the mean square error sense. We also present analytical results that support the conjecture that this is true in general.     

模糊控制在天文望远镜控制系统中的应用

本文以恒星的跟踪为例,分析了水平式和地平式望远镜跟踪速度随位置的变化,提出了模糊控制的方法。介绍了望远镜控制系统跟踪的控制方案和策略,并且详细讲述了带修正因子的模糊控制器的设计的方法和步骤。采用带修正因子的模糊控制算法可以改善望远镜跟踪的性能,提高系统运行的速度。     

OpenCV下嵌入式轨道检测小车图像采集处理系统研究与设计

在线路基础设施建设中,轨道安全维护是急待解决的薄弱环节,而轨道状态检测是保障列车安全运行的重要手段。应用OpenCV图像处理集,搭载嵌入式计算平台,对轨道图像采集处理,快速的分割并识别出轨道图像中的关键设备状态,是解决现有轨道检测技术成本高,效率低的一个重要研究课题。为研究该课题,设计了嵌入式轨道检测小车图像采集处理系统,包括整体系统结构设计、硬件选型与电路设计、软件运行结果测试。选用Linux平台作为处理核心,用Cadence设计STM32单片机同步采集触发电路,设计供电系统电路、优化正交编码电路与信号调理电路,在μC/OS-II系统下编写同步触发采集程序,完成小车采集系统配置安装与测试,验证了OpenCV程序在嵌入式平台上的工作稳定性以及算法的实用性。     

基于随机Hough变换的航迹起始算法

雷达通常在密集干扰下探测目标,目标信息必定混淆假目标点迹,但针对假目标干扰中的断续点迹航迹起始问题,现有的方法难以有效解决。文中基于传统的三维随机Hough变换提出一种假目标干扰下对断续点迹进行航迹起始算法,采用序列检测技术设计采样终止规则来屏蔽虚假关联,构建飞行特征约束映射参数集来剔除虚假航迹。实验结果表明该算法的平均虚假航迹占有率仅为14。29%,计算时间为9。5416s,可为情报用户提供优良的情报综合实用性。     

基于预测误差格型滤波器的航迹关联算法研究

在K近邻域(K-NN)航迹关联算法的基础上,提出一种基于预测误差格型滤波器的关联算法,当融合中心仅获得状态估计值,而没有状态估计协方差矩阵时,将状态估计值通过格型滤波器,利用得到的预测误差代替协方差,为判决门限的选择提供依据,仿真结果表明,这种算法是有效的.     

基于大规模出租车轨迹数据的驾驶员居住地挖掘

随着GPS、北斗等定位设备的民用化进程加速和移动终端设备的广泛普及,获取车辆和行人的出行轨迹变得越来越方便。由此产生的从大规模轨迹数据中挖掘人们感兴趣的知识成为当前一个难以突破的技术瓶颈。本文利用出租车轨迹数据,在并行计算平台Hadoop上实现了一种挖掘算法。该算法通过计算出租车活动半径的方法挖掘驾驶员居住地,实验结果表明本算法具有较高的准确率。