基于前馈控制的舰载光电跟踪技术

目标快速运动及舰载平台姿态变化使得舰载光电跟踪系统形成较大的跟踪误差.为了减小该误差,提出了一种基于前馈控制的补偿方案.该方案利用坐标变换给出了由船摇和目标运动引起的跟踪扰动量,并通过滤波求取该扰动量的一阶导数,以此作为跟踪系统的前馈量加入系统中,达到对扰动进行补偿的效果.仿真结果显示,系统的跟踪精度提高了一个数量级.     

交互式多模型算法在光电跟踪控制系统中应用的仿真

分析目标运动参数滤波算法在光电跟踪控制系统中的作用,在交互式多模型算法的基础上,提出了该算法在光电跟踪控制系统中的应用问题,并建立了在光电跟踪控制系统中使用的仿真模型,通过仿真环境下光电跟踪控制系统对不同目标跟踪的数据分析可知,该算法可作为光电跟踪控制系统中复合控制前馈数据的获取算法使用,光电跟踪控制系统采用交互式多模型算法比采用--滤波算法更适合对机动目标的跟踪。     

非线性滤波在光电跟踪中的应用及仿真研究

针对光电跟踪机动目标精度较差的问题,设计了光电跟踪目标的强跟踪滤波算法.该算法通过引入强跟踪滤波器的渐消因子,实时调节滤波器增益,增强了系统对突发机动目标的跟踪能力,仿真结果表明,该算法对机动目标具有较好的跟踪精度和适中的计算复杂度,是一种较好的光电跟踪算法.     

光电系统跟踪精度工程可实现性判断方法

阐述了一种简化的、可以通过数学解析求解的判断方法,用于判断光电系统跟踪精度的工程可实现性。本文的判断方法是一种必要性判断,利用跟踪系统闭环带宽的可实现性来评估系统跟踪精度的可实现性,充分性还依赖于其他条件,如电机的选取等。本文以切向匀速直线运动(变角加速度运动)目标为例分析目标的运动特性；以直流有刷力矩电机速度环位置环双闭环系统为例、以经典控制理论为基础,简化模型以分析求解跟踪所需带宽；最后对未简化的模型进行仿真,以验证简化模型的计算精度。     

光电经纬仪的粒子-卡尔曼联合目标跟踪算法及仿真

针对系统状态方程是线性,观测方程是非线性的被动光电测量问题,分析了常用的EKF法（扩展卡尔曼滤波法）、PF法（粒子滤波法）、UKF法（无迹卡尔曼滤波法）的优缺点,提出了以PF法与EKF法相结合的方法作为光电经纬仪的目标跟踪算法．为解决单台光电经纬仪的不可观测性问题,采用2台交汇的观测数据作为观测量进行计算．通过蒙特卡洛仿真计算,比较了上述各种方法对同一运动模型的跟踪结果,证明PF-EKF法在交汇光电经纬仪的目标跟踪中精度较高,而EKF算法的实时性较高．     

光电跟踪伺服参数设计与跟踪算法误差分析

针对运动目标跟踪,介绍了一种光电跟踪角速度、角加速度计算方法,给出了控制系统拉格郎日多项式插值跟踪算法误差分析,提出的伺服参数计算方法与分析,可为控制系统优化设计提供数据参考．     

基于H∞滤波器的红外小目标运动预测和跟踪方法

根据H∞滤波理论,提出了基于H∞滤波预测技术的红外图像小目标运动预测和跟踪方法,为了降低模型阶数以加快图像处理速度,滤波过程被分解在水平和垂直两个方向上分别进行,即将滤波器分解为x、y方向上两个子滤波器．H∞滤波器是一种基于最优化最坏情况下的滤波技术,它对噪声源的要求不高,能较好地应用在复杂场景下的目标运动预测与跟踪．实验证实了在噪声源不能确定或是未知的情况下,它比Kalman滤波器对红外小目标的运动预测更加准确并具有更好抗扰动性．     

多光电跟踪设备异步序贯分布式目标跟踪算法

针对多光电跟踪设备组网后出现的异步测量问题，提出了一种异步分布式序贯目标跟踪算法。该算法由局部滤波器和融合滤波器构成，先利用状态转换方法，将多光电跟踪设备节点及其邻节点的异步测量对齐到融合时刻，得到拟测量方程。随后，利用射影原理对拟测量方程和目标运动状态方程构成的目标跟踪系统，提出异步序贯局部滤波器来计算较为精确的局部滤波值。再以协方差交叉算法为基础，提出基于扩散策略的融合滤波器，对局部估计值进行融合计算，来提高目标跟踪精度，并降低组网后各光电跟踪设备节点融合估计值的差异程度。最后对所提出的算法进行了仿真实验，以验证其有效性。     

基于时空域融合滤波的红外运动小目标检测算法

针对红外警戒与跟踪系统中的实时弱小运动目标检测问题．提出了一种基于时空域融合滤波的小目标检测算法。算法在空域上利用形态学Tophat滤波抑制背景增强目标．在时域上通过改进的帧间差分方法增强运动目标,时空域处理结果融合分割后,根据目标运动的连续性和规则性．利用相邻帧中可能目标点之间的位置关系判别目标。算法全面考虑到了运动小目标在时域与空域方面的特性,时空域融合增强后可大大提高目标信噪比。通过实际录取的云层背景飞机目标红外数据检测表明,时空域融合滤波方法能更有效地从复杂背景中检测低信噪比运动小目标,减小虚警率．抗噪声干扰能力强。算法易于硬件实现,能够有效地应用于红外搜索与跟踪系统的实时目标检测中。     

一种提高光电跟踪设备捕获概率的搜索方法

大型光电跟踪设备跟踪测量精度高、惯量大、视场小,不具备大空域搜索目标能力,一般依靠雷达等设备提供的引导信息发现捕获目标,当目标引导误差超出光电设备视场后,光电跟踪设备难于发现目标。提出了一种在引导信息基础上的小空域快速螺旋搜索方法,通过系统建模仿真和外场试验验证,此方法适用于在目标引导信息误差超出视场情况下,快速搜索发现目标。在引导误差不超出两倍视场情况下,此方法可使捕获目标概率从20%左右提高到70%左右。此方法搜索过程中转台运动平稳,可根据不同光电设备系统性能、实际目标运动特征和引导误差灵活改变螺旋搜索参数,大大提高光电跟踪设备目标捕获概率,是大型光电跟踪设备小空域快速搜索发现目标的一种实用有效的方法,具有很高的通用性。     

适用于光电跟踪仪的高速目标跟踪控制算法

为了提高光电跟踪仪对于高速运动目标的跟踪精度和稳定性,提出一种适用于光电跟踪仪的高速目标跟踪控制算法。利用光电跟踪仪、火炮、载体惯导系统、视频跟踪器和激光测距机输出的相关参数,通过一系列坐标转换、递推迭代和坐标反变换,完成瞄准线坐标系下方位速度环和俯仰速度环跟踪前馈补偿参数的计算,并将该参数分别叠加到方位、俯仰跟踪控制回路,参与跟踪控制;采用模拟航路进行验证,该跟踪控制算法对速度2.5 Ma的高速运动目标,跟踪系统误差和随机误差均小于0.15 mrad。实验结果表明,该方法能有效提高光电跟踪仪对高速运动目标的跟踪精度,响应速度快、动态滞后小。     

雷达目标角度跟踪环路滤波器设计新方法

角度跟踪环路在机载雷达对目标的距离、速度、角度3维联合跟踪中起着至关重要的作用。该文分析指出传统采用卡尔曼滤波算法形成角度跟踪环路对机动目标角度进行跟踪时跟踪精度低,角跟踪误差收敛速度慢的缺点,提出弯曲度检测跟踪环路滤波器(Bend Degree Tracking Loop Filter, BDTLF)设计方法,其利用弯曲度检测角度曲线拐点,自适应地调节环路滤波器环路等效噪声带宽,并以此来控制角度跟踪环路。此算法加快了角跟踪误差的收敛速度,减轻了拐点处的角度滤波扰动,保持了滤波性能的连续性。计算机仿真结果验证了该文方法相比于卡尔曼滤波算法、粒子滤波算法、-- 滤波算法及恒定系数环路滤波器方法,对弱机动目标角度跟踪具有更加出色的性能。     

基于卡尔曼滤波的机动与非机动目标的定位跟踪

目标跟踪理论在国防、商用等领域都具有重要价值,并且是实现智能交通系统的基础。针对智能交通系统中需要对特定的运动目标进行跟踪和监测的要求,利用卡尔曼滤波算法对目标进行跟踪并对其下一时间的运动位置、运动方向、速度等信息进行预先估算以达到及时监测的目的。通过分别对机动目标和非机动目标的仿真试验,得出了卡尔曼滤波算法可以对运动的目标实现实时跟踪,且非机动目标的跟踪效果要优于机动目标的结论。     

基于视频序列的运动目标追踪算法

介绍了一种对视频序列中运动目标追踪的实现算法,该算法在运动目标检测的基础上,融合了卡尔曼滤波和Meanshift算法实现对快速移动目标的追踪。卡尔曼滤波对下一帧目标可能出现的位置做出估计,Meanshift迭代算子在估计出的区域对目标精确定位。经实际验证其有效地克服了传统Meanshift算法对于快速移动物体追踪可能出现的丢失目标的问题,目标追踪效果明显提高。     

CPI回波Stretch处理雷达抗欺骗式干扰算法

由于射频存储技术的飞速发展,转发式的欺骗干扰成为影响雷达精确跟踪的一大威胁。针对欺骗式干扰,本文提出了一种基于CPI回波的Stretch处理抗干扰算法,该算法利用前一个相干处理周期（CPI）跟踪得到的距离和速度值,估计当前CPI的时延和多普勒频率,构造基带回波并与当前接收到的CPI信号进行Stretch处理,将原本相干的目标信号与干扰信号从频域上分离,将处于高频处的干扰滤除,然后进行Stretch逆处理,恢复出只含有目标的信号,送入动目标检测（MTD）处理和恒虚警检测模块。仿真结果表明,采用本文所提出的抗干扰算法,在单个假目标干扰和密集欺骗式干扰的场景下,都可以有效抑制干扰,正确跟踪目标信号。      

多运动平台多传感器机动目标自适应跟踪

针对多运动平台多传感器背景下的机动目标跟踪问题,提出了模糊自适应无迹卡尔曼滤波(FUKF)算法,基于良好机动性描述的"当前统计"模型和良好非线性滤波能力的UKF(Unscented Kalman Filter),利用模糊推理技术实时自适应地调整系统噪声协方差矩阵,来提高对目标机动性的理解能力和跟踪精度.仿真实验表明该算法的有效性.     

干扰条件下反舰导弹导引头伺服系统研究

反舰导弹导引头伺服系统对于目标搜索、目标跟踪和目标参数测量起着重要作用,它的精度直接影响反舰导弹制导精度.首先根据导引头伺服系统结构,在干扰条件下对导引头角稳定回路、角跟踪回路和角预定回路进行分析,建立导引头伺服系统数学模型;为提高导引头抗干扰能力,在角跟踪回路中引入Kalman滤波器,通过滤波可以为系统提供精确的目标数据;然后结合工程实际,构建导引头伺服系统的Simulink控制模型,并进行动态仿真;最后得到系统的动态响应结果.仿真结果表明,该方法可以有效提高导引头的响应速度和跟踪精度,为反舰导弹雷达导引头的工程设计提供了科学依据.     

基于卡尔曼滤波的机动目标外推预测的研究

卡尔曼滤波在各个领域都有广泛的应用,如航天器的轨道计算、雷达目标跟踪、生产过程的自动控制等。卡尔曼滤波器在机动目标跟踪中具有良好的性能,是一种最佳估计并能够进行递推计算。为了研究卡尔曼滤波对机动目标的预测,首先用Matlab仿真验证自适应卡尔曼滤波的跟踪滤波能力,根据结果判定目标运动模型,进而在此运动模型下用卡尔曼预测对目标进行外推验证。     

基于Kalman滤波原理的运动目标跟踪

应用Kalman滤波原理,对运动目标进行跟踪,缩小目标的搜索范围,实现快速实时跟踪,使跟踪更为准确.理论分析和实验结果表明,该算法与常规的模板匹配法、直方图模板匹配法等算法相比,有效地提高了目标跟踪的速度及跟踪的准确性.该算法对运动目标进行跟踪,运行速度可提高三倍.     

多种跟踪算法对机动目标跟踪的应用研究

通过建立目标运动模型,对多种跟踪滤波器进行了分析仿真。仿真结果表明,混合状态估计交互式多模型算法（IMM）对机动目标跟踪效果比其它类型的滤波器好得多,并且确定了在航迹滤波与机动跟踪方面综合表现性能较高的IMMVCVA跟踪算法。通过外场实际数据验证,表明该算法对现实环境中的目标稳定跟踪具有重要的意义。