搜索
西安电子科技大学硕士学位论文基于运动模型的红外多目标跟踪姓名：叶冠华申请学位级别：硕士专业：信号与信息处理指导教师：姬红兵20060101基于运动模型的红外多目标跟踪作者：叶冠华学位授予单位：西安电子科技大学相似文献(10条)1.学位论文刘志远双红外传感器多目标跟踪方法研究2004在目标探测及跟踪方面,雷达发挥了重要的作用,被誉为战争中的千里眼.但是,由于雷达在工作时要向空中辐射大功率电磁波,因而易遭受电子干扰和反辐射导弹和攻击.和雷达不同,红外无源探测设备不向空中辐射任何能量,它通过接收目标辐射的热能进行探测和定位.由于其不辐射能量,因而不易被侦察或定位,具有抗干扰能力;同时由于目标不可避免地要辐射能量,从而又为使用红外无源探测和定位创造了条件;红外探测设备还具有测角精度高、目标识别能力强、对目标的环境依赖性小等优点.因而,红外传感器已成为一个重要的探测手段.迄今基于雷达的多传感器多目标跟踪技术已有三十多年的发展历史,并已形成一套比较完整的理论.但基于红外传感器的目标跟踪却仍然还存在着大量需要解决或改进的问题.由于红外传感器无法获得目标距离信息、作用距离近等等缺点,导致红外传感器目标跟踪在诸如点迹录取、航迹起始、数据关联、跟踪维持或跟踪算法、航迹消除、性能评估等等各个方面都与雷达存在差异.其中数据关联和跟踪算法是红外传感器多目标跟踪技术中最重要的两个问题.该文针对红外传感器目标跟踪的特点,围绕多红外传感器多目标跟踪的航迹起始、状态估计、数据关联等过程展开研究工作,并且开发仿真系统对算法的性能进行评估.在航迹起始方面,针对红外传感器目标探测的特点,结合经典的航迹起始方法,提出适合双红外传感器目标跟踪的基于统计决策理论的集中式航迹起始方法;在状态估计方面,提出将雷达领域机动目标跟踪的当前统计模型和自适应跟踪滤波器应用到红外传感器目标跟踪中.并且通过仿真实验与目前红外目标跟踪时使用的MSC修正球面坐标目标跟踪和扩展Kalman滤波(EKF)的性能进行了比较;在数据关联方面,详细地讨论了方向加权概率数据互联方法(DPDAF)并且针对红外传感器对方位角和俯仰角分辨率不同的特点,提出了改进的DPDAF方法,实验结果表明改进的方法可以达到更高的关联精度.阐述了仿真系统开发的流程和方法.2.会议论文刘志远.孔祥维.吴新建.陈非石双波段红外传感器目标跟踪集中式航迹起始方法2003航迹起始做为多目标跟踪技术中的关键问题,得到了广泛的重视和研究.雷达跟踪系统的航迹起始技术已经非常成熟、完善了.然而对于双波段红外传感器跟踪系统,由于各个波段的红外传感器对特定的目标表现出不同的检测特性.在研究雷达跟踪系统时采用的目标探测概率趋近1的假设是不成立的.所以,将分布式航迹起始然后进行航迹互联的方法原封不动的应用到双红外系统中是否可行需要进一步讨论.本文提出了一种适合于双波段红外传感器的集中式航迹起始方法,理论推导和仿真试验都表明与分布式航迹起始方法相比,这种集中式航迹起始方法具有更好的性能.3.学位论文王辉机动多目标跟踪与雷达、红外状态信息融合1998该文系统地论述机动多目标跟踪的理论发展与现状、基本原理及各基本要素;论述了信息融合的发展与现状、功能模型、融合结构类型与方法.讨论相控阵雷达机动多目标跟踪问题.主要包括建立余弦坐标系上机动目标的三通道解耦当前统计模型;针对联合概率数据关联算法--关联概率直接计算方法和随机神经网络关联概率计算法;给出适于工程应用的简单跟踪起始与终结法--两点超始法和滑窗法.对四种典型运动的多目标跟踪仿真表明,整套算法跟踪性能良好,实时性质.讨论异构传感器雷达与红外的系统性能;分析其信息融合的可行性;提出了二者状态信息融合的三种结构--串联、并联和混联结构以及相应的融合算法;指出采用推广联合概率数据关联算法进行融合的计算组合爆炸问题.分别讨论神经网络、模糊神经网络的结构和学习算法;提出基于神经网络、模糊神经网络的雷达、红外状态信息混联融合结构与算法;对四种典型运动的雷达、红外目标跟踪融合仿真表明:两种融合方法,均有效地提高了目标跟踪精度,且融合速度快;而模糊神经网络融合更具潜力.4.学位论文韩红用于多目标跟踪的多传感器融合理论与算法2003基于多传感器信息融合的多目标跟踪技术是当前目标跟踪领域研究的前沿,它将多个传感器信息进行有机地合成,用以提高目标运动状态估计的精度,其性能比单一传感器优越得多.由于在军事和民用领域具有广阔的应用前景,基于多传感器信息融合的多目标跟踪问题的研究已经受到人们的广泛关注.其中一个研究重点是解决杂波强干扰和目标高度机动情况下的目标跟踪问题.在此方面,现阶段已经有了很多成熟的算法,并在工程上有许多成功应用的事例.但是,现有的研究成果还远远满足不了技术发展的需求.特别是异类传感信息融合的多目标跟踪问题,还有大量的理论和技术问题需要研究.该学位论文正是针对国家这一重大需求展开研究的,受到国家科技部国家重点基础研究发展规划(973)项目的资助,旨在深入研究多传感器目标跟踪过程中存在的一些关键问题.该学位论文主要在以下五个方面做出了创造性贡献:1.设计了一种基于模糊逻辑推理的多传感器多目标关联新算法(FDA).2.对于二维雷达与红外传感器组成的典型异类多传感器信息融合多目标跟踪系统,通过在不同的传感器的观测空间上建立多目标运动状态的投影,将多传感器互联分解为多个单传感器互联的过程,克服了直接采用多传感器数据关联算法的困难.3.对于分布式多传感器融合多目标跟踪系统,提出了一种序贯处理的航迹关联融合算法.4.在雷达和红外组成的多传感器信息融合跟踪系统中,将神经—模糊推理网络与扩展Kalman滤波结合起来,形成闭环系统.5.在局域网中实现了一个虚拟分布式融合系统,主要用来实现机载相控阵雷达和红外传感器及融合中心的各种功能,并尽量模拟实际系统的工作方式与状态.5.期刊论文赵辉.孔祥维.吴新建.ZHAOHui.KONGXiang-wei.WUXin-jian双波段红外传感器目标跟踪集中式航迹起始方法-系统仿真学报2005,17(6)航迹起始做为多目标跟踪技术中的关键问题,得到了广泛的重视和研究.雷达跟踪系统的航迹起始技术已经非常成熟、完善了.然而对于双波段红外传感器跟踪系统,由于各个波段的红外传感器对特定的目标表现出不同的检测特性.在研究雷达跟踪系统时采用的目标探测概率趋近1的假设是不成立的.所以,将分布式航迹起始,然后进行航迹互联的方法原封不动的应用到双红外系统中是否可行需要进一步讨论.提出了一种适合于双波段红外传感器的集中式航迹起始方法,理论推导和仿真试验都表明与分布式航迹起始方法相比,在稀疏噪声、传感器探测概率不高的情况下,这种集中式航迹起始方法具有更好的性能.6.学位论文陈利斌雷达和红外传感器状态数据融合1997该文讨论了雷达和红外传感器数据融合技术在多目标跟踪中的应用,着重分析了最近邻法和不同质传感器数据关联法两种相关算法以及航迹融合算法如何改进目标跟踪的性能和提高跟踪精度,同时就建模及滤波算法也进行了讨论和分析.以目标在三维空间中作机动运动为例进行仿真分析,结果表示数据融合技术能够提高目标跟踪精度和系统的抗干扰能力,同时表明不同质传感器数据关联法确实能提高相关精度,减少误相关,比最近邻法的相关精度高;并就滤波算法进行了仿真分析,给出了有关结论.7.学位论文胡文龙多传感器多目标跟踪中的数据互联与融合1995该文就两类典型的多目标跟踪系统,进行多传感器数据互联与融合的算法研究.对于由雷达和红外两种不同类型传感器组成的集中式跟踪系统,通过观测投影构造多传感器观测数据互联的相似测度,对包括了目标状态预测在内的多重观测数据集合进行划分,将其中的多传感器多目标数据互联表述为多重最优分配,以实现互联的算法求解.考虑到雷达和红外传感器观测维数及精度都不相同的特点,以序贯处理的方式,将多传感器观测数据的融合统一于目标状态估计过程之中;相应于多重最优分配的数据互联,提出一种经验方法,将多传感器多周期的采样数据聚焦于一个滤波时刻的目标状态估计,以利用观测信息的积累提高估计精度,适应弱信噪比条件下的多目标互联.基于不同类型传感器互联与融合的算法研究,提出一种多滤波器的应用结构,以正常采样速率工作下的无源红外为主传感器,以雷达为辅间或性地提供有源测距数据,组成对三维目标的组合跟踪系统,通过雷达工作时间的减少,抑制系统的有源辐射特征,提高跟踪系统在战场作战条件下的生存能力.对于由同类雷达传感器组成的分布式系统,侧重于多传感器航迹融合算法的改进,使其适应滤波器观测模型参数剧烈变化的跟踪环境,并利用多传感器的空间分布特征,实现目标不同方位观测信息的互补.分布式多雷达数据融合的应用研究,包括了分布式目标跟踪,以及具有隐身特性的低RCS目标反突防分析.8.学位论文邓未央基于数据融合的多目标跟踪与属性融合的研究2004该文主要针对军事多传感器数据融合系统中目标跟踪和属性融合进行研究.传统的最近邻域和联合概率数据关联算法在目标密集的杂波环境下,不能同时满足工程上跟踪精度和实时计算的要求.为此,该文讨论了一种基于传统联合概率数据关联算法的近似联合概率数据关联算法,该算法对聚的概念作了重新定义,绕过了互联事件的生成而直接计算量测和目标的后验概率,有效的降低了计算复杂度,提高了计算效率.针对线性Kalman滤波不能适应非线性系统的情况,文中还讨论了采用扩展Kalman滤波进行非线性滤波的方法.红外传感器可以提供高精度的角度信息,文章讨论了红外和雷达的数据融合,提高了融合精度.属性参数是目标威胁程度的一个重要标志,该文讨论了ESM设备和目标航迹的关联融合,提出了双重空间参数检验结合两次关联的融合方法,该法同时利用了角度和属性参数进行关联,并使用二次关联的方法解决了新开机辐射源一次关联失败的问题,有效的解决了仅使用方位角关联带来的关联正确率低的问题.9.会议论文程咏梅.潘泉.张洪才航迹质量检验算法的研究及应用2002针对实际目标跟踪系统中,传感器工作常常受到限制,以满足跟踪精度和隐蔽性双重要求的工程应用问题.研究了杂波环境下,采用红外(主传感器)始终工作、雷达(辅传感器)间歇工作的特殊传感器工作模式,红外\雷达双传感器航迹融合多目标跟踪算法及实现.仿真表明可以达到跟踪精度与隐蔽能力兼顾的系统要求.10.学位论文杨峰现代多目标跟踪与多传感器融合关键技术研究2006目标跟踪是一个历史悠久、技术比较成熟的领域，但无论是军事还是民用研究，目标跟踪又是一个不断发展、常做常新的领域。特别是近年来信息、电子、电磁、材料、空气动力及能动等学科的迅速发展与交叉融合，使得目标跟踪问题越来越表现出感知环境和感知对象更加复杂多变，感知手段日趋丰富，感知需求日益提高等复杂系统特征。本论文以现代多目标跟踪与多传感器融合为研究背景，针对多源信息空间配准，非线性状态估计，单传感器数据关联，多传感器关联与融合，对地跟踪以及系统性能评估等关键技术进行了系统研究。主要贡献如下：1．以条件函数和代阶函数为依据，对目前几种典型采样策略及Sigma点分布特征进行分析。将UT变换应用于一类多源信息空间配准问题，提出基于UT变换的多源信息空间配准算法，并针对采用不同采样策略的UT变换进行了分析和比较。仿真结果表明，UT变换的配准精度高于传统的一阶线性化近似方法；在几种不同的UT采样策略中，对称性采样策略的配准性能最好。所得结论为空间配准实际工程应用提供了一定参考。2．针对系统多模式和非线性问题，以多模型自适应估计为算法框架，在各子滤波器设计中采用UKF来处理非线性，提出IMMUKF算法。机动目标跟踪的仿真表明：IMMUKF算法在处理非线性机动目标跟踪问题时明显优于经典的多模型估计算法。3．在多目标数据关联中，修正了目标无量测时的状态协方差，引入了权重因子表征基于目标和基于量测的两类广义事件重要度，从而给出一般性的广义概率数据关联(GPDA)算法。仿真结果表明：相比于原始GPDA算法，我们给出的GPDA算法在量测缺失下具备较强的跟踪能力，并且通过选择权重因子能够灵活地实现跟踪能力与计算代价