机载多传感器角度融合跟踪结构与算法

未来战机的作战环境要求机载多传感器数据融合系统在仅有角度测量信息情况下仍须具有稳定的目标跟踪能力.对机载多传感器的角度融合跟踪系统的结构和算法进行了研究,分别给出了两个传感器同步测量时的集中式状态估计算法和异步测量时不损信息量的混合式状态估计算法,即顺序滤波方法,并对相应算法进行了仿真验证.     

用于目标跟踪的分布式融合结构和算法

现代监视系统经常利用多物理分布的不同类型的传感器,提供对目标的辅助和重叠作用范围。为生成目标航迹和估计,传感器数据需要加以融合。虽然集中式处理方法在理论上是最佳的,但把融合操作分布到多个处理节点有很多优点。本文讨论了分布式融合结构,每个节点处理它自己的一组传感器数据并与其他节点进行通信以改进估计。引入信息图形作为模拟分布式融合系统的信息流和发展算法的一种方法。目标跟踪融合包含两种主要操作方式:估计和互连。基于信息图形的分布式估计算法用于任意融合结构并与线性和非线性分布估计结果有关。根据跟踪到跟踪互连似然估计,讨论了分布式数据互连问题。介绍了两种流行跟踪算法的分布式方式(联合概率数据互连和多假设跟踪)并给出应用实例。     

利用多传感器跟踪机动目标:数据越多总意味着估计越好吗?

在文献中考虑利用多传感器跟踪机动目标一类的问题时,支持特定目标跟踪的传感器数量及类型通常相对于目标假定位置是固定的。然而,在许多多传感器系统中,支持某一特定目标跟踪的传感器数量及类型,可由于各个传感器的机动性、类型及资源的制约而随时变化。这种在传感器系统配置上的变化性,在跟踪机动目标时造成严重的问题,这是由于目标运动模型存在不确定性。卡尔曼滤波器通常用于滤波位置测量,以估计目标的位置,速度和加速度。在设计卡尔曼滤波器时,过程噪声(加速度)方差Qk的如此选定以致于65％到95％的概率区间能包含目标的最大加速度水平。然而,当目标机动时,加速度以一种确定性方式变化。于是,与过程噪声相关的白噪声假设发生偏离,滤波器在目标机动期间产生状态估计偏差。如果选定一个较大的Qk,则在机动时的状态估计偏差较小。但当目标不作机动时,此时的Qk只能粗劣地表征目标运动,而且滤波性能远远偏离最优了。这里,举出了目标在单一坐标系运动的例子,说明了利用多传感器跟踪机动目标存在的问题,从中表明两传感器(在确定条件下,其中包括各传感器的正确配置)具有较之单一传感器更糟糕的跟踪性能。将交互式多模型算法(IMM)应用于该范例中,证明了它是一种解决跟踪滤波器性能问题的潜在方法。     

基于多传感器径向速度测量的目标跟踪方法

针对基于位置信息的目标跟踪在初始跟踪和运动模型变化阶段航向估计精度低的情况,利用传感器径向速度测量精度较高的特性,提出了一种基于多传感器径向速度测量的目标跟踪方法,解决数据更新周期长、定位精度低情况下目标跟踪的精度问题。仿真实验证明采用文中所提方法对跟踪精度有较大的提高。     

一种稳健的多传感器目标跟踪算法

研究了一种基于双波段红外和雷达传感器的自适应目标跟踪算法.利用目标多普勒信息和红外辐射信息,建立具有树形结构的红外雷达跟踪系统状态估计模型,采用平方根无迹卡尔曼滤波方法实现双波段红外传感器的初步融合,并将其作为融合节点与雷达传感器进行基于自适应交互式多模型算法的深层融合.在交互式多模型算法的基础上,研究了寻求快速准确的机动目标模型匹配方法,通过局部优化来达到最终融合结果的优化.仿真结果表明,该算法能有效提高机动目标跟踪精度,具有一定的稳健性和自适应性.     

基于UKF的机动目标跟踪算法

基于EKF在处理非线性问题时采用系统预测状态的局部线性化方法来近似系统状态演化方程所产生的不良影响,提出了一种用UKF方法解决机动目标方位和速度的跟踪及估计问题的算法.按实际的非线性模型演化时,该算法能够很好地对非线性函数的后验均值与方差进行拟合,并充分利用了传感器每次量测带来的信息并进一步优化了测量方差.仿真试验表明,该算法能很好地对机动目标的速度和航迹进行估计和跟踪.     

基于两坐标雷达与红外传感器的融合跟踪

针对两坐标雷达与红外传感器的融合跟踪问题,提出一套基于航迹关联事件的后验概率最大化准则和"最近邻"思想的状态信息相关与融合估计的一体化实现方法,克服了两种传感器观测数据不完整给融合处理带来的困难,通过充分利用雷达的航迹,点迹和历史信息,融合高精度的红外测角和雷达测距信息,改善系统的跟踪能力.最后的仿真实验表明了该方法的有效性.     

IMM-EKF雷达与红外序贯滤波跟踪机动目标

雷达与红外数据融合能够实现信息互补,改善对目标的跟踪、识别以及提高系统的生存能力.为了解决空中目标高速机动时,单一模型的雷达/红外序贯滤波跟踪发散的问题,提出了一种基于序贯滤波和交互多模型的雷达/红外融合跟踪机动目标的方法,通过在雷达与红外序贯滤波融合中引入交互多模型来跟踪机动目标.仿真结果表明,该方法与基于最优数据压缩的雷达与红外传感器融合跟踪机动目标相比,跟踪精度明显提高,是一种雷达与红外传感器融合跟踪机动目标的有效方法.     

战场数据融合仿真系统设计与实现

介绍了一种战场数据融合仿真系统的设计与实现方法。该系统由场景设定、信号产生、融合跟踪处理、目标识别、态势与威胁估计与数据库支持等功能子系统组成,模拟了数据融合的整个信息处理流程,包括:主动探测雷达、雷达侦察设备、通信侦察设备和敌我识别器获取敌我目标观测信息、利用多传感器跟踪数据对目标进行融合跟踪、提取辐射源电磁信息特征对敌方目标识别,进而形成态势与威胁估计。最终在Visual C#开发平台上利用MapX和ORACLE开发了战场数据融合仿真系统,并成功应用于实际系统中,取得了较好的效果。     

潜艇全综合作战系统

现代潜艇作战系统,通过数据融合和航迹相关能将潜艇上的所有声学、电磁、光电和导航的传感器综合起来。 这种交互过程将未处理的传感器信息显示变成了易读的作战态势图象,这样就为指挥小组决策提供了最大的帮助,这关系到最大的作战效果和己方潜艇的安全性。 能同时或顺序地完成以下功能: 低频、宽带的检测与跟踪 频谱和宽带分析 脉冲检测、分类和跟踪 瞬时检测与存贮 扇形范围测量 水雷探测与分类 己艇噪声的监视与测量 主动声呐探测 综合导航 光电图象的显示与评定 雷达显示综合 传感器和系统目标的跟踪 传感器和系统目标的分类 威胁分析 武器发射建议 武器传感器综合 武器控制     

基于信息折合的CMSR方法研究

计数法和计量法是对产品可靠性评估的两种不同方法。通过仿真,比较了它们对正态单元双边可靠性评估的效率,发现对可靠性要求很高的产品,计量法优于计数法。进一步研究了基于信息析合的CMSR方法,通过仿真检验,证明了此种方法在样本量较小时是实用的。     

基于网关的LVC互操作研究

仿真体系结构解决了各自领域内仿真资源的互操作问题,而体系结构间的互操作是解决多种仿真资源互操作的有效方法.由于通信协议、中间件和对象模型的不同,体系结构间不能直接进行信息交互.对象模型间的相同点是异构仿真系统间互操作的基础.建立异构系统对象模型与通用数据交换模型的映射关系,通过模型转换实现各异构系统间的数据交互,最后通过"点对点"和通用网关间的时延比较,总结了通用网关的性能特点.     

基于知识的模型表示研究

基于知识的模型表示是信息管理系统,特别是决策支持系统(DSS)的基础。根据模型管理和模型建立动态性原则的要求,提出了模型知识化的框架表示法,并给出了应用实例。     

基于价值的指挥主体作战指挥行为评估

作战指挥行为是作战指挥理论的一个重要方面。在明确了其概念后,将价值这一概念引入作战指挥行为评估,认为价值的创造主体是作战指挥行为,并以此作为评估的基础。最后,利用数据挖掘中的关联规则实现评估的量化,并结合案例说明该方法的有效性。     

基于Petri网的案例推理研究

介绍Petri网的知识表示方法以及案例推理机制的相关内容,提出了一种基于Petri网的案例推理模型,给出了相应的案例检索匹配算法,并将该模型和检索算法应用到网络攻防态势推演系统中,最后重点介绍了该系统的案例库的知识表示。     

基于本体的异构信息查询技术研究

将本体应用于异构信息集成领域,提出了基于混合本体的信息集成框架,并结合实际对基于本体的查询处理问题进行了研究,通过实例验证了该信息集成框架的可行性.     

基于能力匹配的网络化防空作战联盟生成研究

作战联盟用于描述网络化防空作战的组织框架,其生成问题是研究网络化防空作战协同的基础。首先从任务、联盟表达、能力含义等方面对防空作战联盟问题进行了描述;然后从防空作战节点与面临任务在能力上的供需关系出发,建立匹配、匹配域、能力裕度等相关观念,并依据防空作战联盟形成的不同准则,分别建立基于能力裕度最大和基于执行节点数最少两个NADOC生成问题的约束优化模型;最后通过案例对模型进行了验证分析。     

基于步态特征的人体身份识别

步态识别是一种新兴的生物特征识别技术,具有广泛的应用前景.首先,给出了步态识别的特点;其次,根据步态序列图像的预处理、特征处理和识别分类三个阶段,阐述了目前所采用的主要技术及各种技术的主要优缺点;最后,提出了步态识别的应用前景和目前存在的主要问题.     

XML的网络标图技术

针对信息化条件下网络标图的需要,以SVG(可缩放矢量图形)作为态势图中电子地图、队标、队号以及附注说明等数据模型的表现形式,提出了基于XML将态势图信息文本化,并实现网络标图的构想,对态势图和军标进行了建模处理,并基于Microsoft Visual Studio.NET网络开发平台,对态势图的标绘、代码解析、网络传输和接收再现进行了较深入的研究.     

基于奇偶矢量的多星座RAIM算法

随着GNSS接收机技术的不断发展,基于多星座下的GNSS接收机自主完好性监测(RAIM)算法也已被国内外学者广泛研究。首先介绍了接收机自主完好性监测奇偶矢量算法的原理,然后分别对单星座、多星座组合下的RAIM算法进行了研究和仿真,图形化和数据化的仿真结果充分证明了多星座组合下的完好性监测性能优于单星座下完好性监测性能。