基于交叉定位和Hough变换检测前跟踪的水下目标检测方法

针对现代潜艇的低可探测性问题和隐蔽性探测需求，提出了一种基于航空被动声纳浮标阵交叉定位和Hough变换检测前跟踪的水下微弱目标检测方法。首先，构建基于线形浮标拦截阵的水下目标被动检测模型，采用自适应关联的交叉定位方法，获取目标位置信息，实现了检测前数据预处理。然后，采用点数积累和能量积累的双门限Hough检测方法，得到了初始检测航迹。最后，利用目标运动约束条件和航迹合并方法，剔除虚假航迹及合并重复航迹，提高了水下目标检测概率。仿真结果表明，与时频检测方法相比较，该方法在低信噪比条件下仍能保持较高的检测概率。     

基于减法聚类的两级Hough变换航迹起始算法

针对低信噪比、低信杂比环境下作匀加速直线运动的目标检测中随机Hough变换算法存在的采样次数总量大、无效采样多的现象,提出了一种改进的航迹起始算法-基于两级Hough变换的航迹起始算法.该方法首先采用标准Hough变换滤除原始数据空间上的大量杂波点,然后用随机Hough变换以较少的采样次数获取备选航迹参数,再对所得参数使用最小距离筛选的方法进一步减少虚警,最后利用减法聚类得到准确的航迹数及航迹参数.实验表明该方法不但能够明显降低随机Hough变换的采样次数、减少无效采样,而且对杂波干扰具有很好的鲁棒性,尤其适用于复杂环境中的目标检测.     

基于高斯混合EM聚类的多编队航迹起始方法

针对现有航迹起始方法难以对编队目标进行有效航迹起始的问题,在Hough变换法及其衍生算法基础上,提出基于Hough变换和高斯混合最大期望(expactation maximazation,EM)聚类的多编队目标航迹起始方法。该方法首先利用量测数据的时序信息和目标的运动参数进行筛选,剔除大量虚假量测;再对筛选后的量测数据进行Hough变换,得到初步航迹信息;然后利用相异度矩阵对所得航迹进行预聚类,完成聚类中心初始化;最后进行高斯混合EM聚类,得到聚类结果。仿真结果表明,与Hough变换法及其衍生算法相比,该方法能够快速有效地起始编队目标的航迹,解决了目标密集带来的航迹起始混乱问题。     

一种基于协同作战能力的航迹合成方法

以网络中心战为背景,针对复杂环境下目标航迹分散、不完整的特征,讨论了基于协同作战能力(CEC)的航迹合成方法。将航迹合成方法分为数据融合型、互补跟踪型和接力跟踪型等三种类型,并提出了基于自适应改进Hough变换(AMHT)航迹起始和双门限快速联合概率数据关联(DTF-JPDA)的航迹合成算法。仿真结果表明,该方法能够实现基于协同作战的航迹合成系统,形成目标完整航迹,扩大跟踪区域并提高跟踪精度。     

基于Hough变换和聚类的航迹起始算法

基于Hough变换的航迹起始是密集杂波环境中低信噪比目标起始的一种有效方法,但其存在阈值选取困难及一个目标起始多条航迹(航迹簇拥)等问题.提出了一种Mean Shift多尺度聚类Hough变换航迹起始算法(MSMSC-HT).该算法先用低阈值进行航迹初选;然后对初选航迹进行多尺度聚类,并用Mean Shift算法求取聚类中心;最后通过尺度寻优自适应地确定航迹数目和航迹参数.该算法通过聚类避免阈值设计的困难,解决了航迹簇拥下航迹的检测与估计问题.仿真结果表明了算法的有效性.     

基于Hough变换的低可观测海面运动目标检测

针对一般信号检测方法无法检测低可观海面运动目标的问题,提出了运用Hough变换方法对海杂波背景下运动目标进行检测的方法。首先,用无记忆非线性变换法模拟海杂波,在此基础上模拟海面微弱运动目标的雷达回波;然后通过Hough变换对模拟所得的雷达回波数据进行处理;并根据处理结果进行了检测目标。另外用蒙特卡罗方法对Hough变换目标检测进行仿真,讨论了检测概率与雷达回波信噪比(SNR)及其它一些参量的关系。仿真结果证明了用Hough变换方法进行目标检测的可行性。     

主动全向声纳浮标跟踪潜艇优化布放方法

主动全向声纳浮标适合跟踪安静型潜艇,由于目标针对性机动规避和浮标探测距离短,使得浮标消耗量大。在满足定位精度的条件下,如何优化布放浮标以便有效增加跟踪时间是一个亟待解决的问题。首先分析了浮标探测性能和浮标群相对位置对定位精度的影响;然后结合目标的一般规避措施和水下目标跟踪技术,提出了用主动全向声纳浮标跟踪潜艇的优化布放方法;最后仿真计算了该方法的跟踪性能及浮标消耗量。仿真结果表明该优化布放方法可行。     

一种有效的Hough变换航迹起始积累方法

针对积累矩阵在低信噪比、低信杂比目标检测时存在的峰值簇拥现象,提出了一种有效的Hough变换积累方法。该方法综合利用单元投票数和投票取值定义了反映单元对应参数为待测曲线特征参数可能性的置信因子,并依据置信因子衡量各投票点对相应单元的贡献值,从而对参数空间实现加权积累。不同量测噪声水平以及不同杂波水平下的多目标航迹起始仿真表明,该方法不但能够明显改善局部峰值簇拥现象;而且对量测噪声和杂波干扰都具有更好的鲁棒性,特别适用于复杂环境中的目标检测。     

基于修正随机HOUGH变换的快速航迹起始研究

分析了随机Hough变换在特征点合并时的缺陷.以二维雷达为例,通过对特征点计算公式的分析,得到了特征点坐标误差方差的计算方法,并以假设检验为基础,获得了特征点合并的自适应方法.描述了雷达样点保存的数据结构,给出了完整的基于修正Hough变换的航迹起始算法.通过仿真验证,修正随机Hough法的性能比标准Hough法要好.而且,每次数据扫描的处理时间明显减少,这对多目标密集杂波的处理环境非常重要.     

水下航行器终端姿态约束的制导方法研究

针对水下航行器采用主视声纳和旁视声纳识别和跟踪,引入了初始导引段跟踪虚拟目标的概念,提出一种新的精确制导方法,给出了导引跟踪数学模型,并进行了仿真和分析.结果表明该导引方法对水下航行器和目标的初始态势几乎没有限制.     

基于小波分析的一种红外弱小目标检测新方法

研究了天空背景下红外运动弱小目标的检测问题。对红外序列图像进行小波分析 ,使用小波反变换可以将背景中低频分量和高斯噪声去除 ,并采用自适应门限处理 ,再采用非线性滤波 ,最后使用膨胀累积的方法找出目标 ,并得出目标航迹。实验结果表明 ,该方法能有效地检测定位运动红外弱小目标 ,并具有较强的抗噪声性能     

三维空间中基于Hough变换和逻辑的航迹起始

Hough变换法特别适用于杂波环境下的目标航迹起始,但目前的研究一般仅限于在二维空间中使用该方法。本文提出了一种三维空间中基于Hough变换和逻辑的航迹起始方法。其基本思想是,首先在三维空间中选择两个投影面,然后在两个投影面分别使用基于Hough变换和逻辑的航迹起始算法,最后将两个投影面上起始的航迹进行比较,进而确定三维空间中的航迹起始。仿真结果表明了这种算法在三维空间杂波环境中快速起始航迹中的有效性及优越性。     

潜艇规避对主动声纳浮标作战效能影响研究

根据主动声纳浮标搜潜的工作过程,对潜艇规避对主动声纳浮标作战效能的影响进行了研究。建立了主动声纳浮标的数学检测模型。利用平滑平均声场理论推导了潜艇深度变化后浮标的探测范围,从检测概率和探测距离两个方面研究了潜艇采用不同规避航向、航深、以及海况对浮标作战效能的影响。仿真结果表明:在一定条件下,潜艇采用合适的规避策略,会显著降低主动声纳浮标的作战效能。     

无线遥控、浮标式水下目标跟踪定位系统

设计了一种新型的水声定位系统克服传统长基线定位系统操作复杂、工作效率低等弱点。通过在海上布放浮标阵,在较大范围内监测目标运动信息;组建海上无线局域网络实现浮标与基站的数据交换;加装DGPS接收机,动态获得浮标的大地坐标,用于水下目标位置的解算。系统已通过了海试,试验结果表明系统具有作用距离远,定位精度高,操作简便等优点,其可行性及可靠性也得到了验证。     

基于遍历Hough变换的弱目标检测前跟踪算法

针对基于标准Hough变换的TBD算法在低信噪比环境下检测概率较低以及运算时间较长的问题,提出一种基于遍历Hough变换的TBD方法.将接收到的各帧回波点进行第一门限判决并依次存储到不同矩阵中;把所有超过第一门限的点统一叠加到数据平面;接着两两遍历组合数据平面中不同点求取直线参数,将其投影到参数平面对应单元,并建立累加器,同时将组合两点的幅值积累到该单元对应的累加器中;提取累加器中积累值超过第二门限单元,实现航迹回溯.通过仿真比较所提算法与其它两种基于Hough变换的TBD算法,验证了所提方法能够有效提高低信噪比下目标的检测概率并且运算时间也比标准Hough变换少.     

潜艇利用"迪卡斯"声纳浮标盲区规避跟踪仿真研究

"迪卡斯"声纳浮标阵可用于跟踪、定位和识别水下潜艇,对潜艇的行动构成了较大威胁,但"迪卡斯"声纳阵存在探潜盲区,潜艇可利用其进行规避,以摆脱反潜飞机的跟踪.探讨了"迪卡斯"声纳浮标的探潜盲区及跟踪阵形,建立了声纳浮标阵跟踪潜艇的概率模型,根据该模型进行了理论计算并详细分析了潜艇利用盲区规避的可行性,在此基础上进行了大量模拟,得出了潜艇在不同条件下的规避航向和行动方法.     

水下航行体自导水声成像方法的仿真与实验研究（英文）

随着现代海战水下作战环境变得越来越复杂,对水下航行体自导系统的目标识别能力提出了更高的要求,它要求水下航行体自导系统不但能判断真假目标,并能实现对目标的精确定位和有效打击。通过提取水下航行体目标的本质特征,构建目标的水声图像,达到目标识别和精确制导的目的。介绍了水下航行体自导系统目标成像及处理仿真系统的组成及实现方法,采用正交解调、复数字波束形成、水声图像生成、图像内插等处理等技术,构建水下航行体目标图像。仿真及实验结果表明,采用该方法可以形成水下航行体目标的水声图像,通过该图像可以为水下航行体在复杂作战环境下识别目标关键部位并对目标实现精确打击奠定技术基础。     

基于模糊Hough变换的被动传感器系统航迹起始方法

提出一种基于模糊Hough变换(FHT)的被动传感器系统中的航迹起始方法。首先利用逻辑关系或规则初步排除鬼点,以降低计算复杂度,推导出被动传感器系统中的Hough变换形式。考虑到传感器系统误差和测量误差对检测结果的影响,将传感器系统获得的观测值模糊映射到参数空间,利用梯度信息降低计算消耗,求出参数空间的模糊累积矩阵,通过模糊推理确定出最终的航迹检测结果。实验结果表明,所提的模糊Hough变换方法能有效解决杂波环境下的航迹起始问题,且计算消耗小。     

航迹起始算法及性能仿真

在深入研究基于逻辑的航迹起始方法和基于Hough变换技术的航迹起始方法的基础上,把基于逻辑的方法和Hough变换法相结合,提出了基于目标运动状态的航迹起始算法。该算法首先利用目标的位置信息形成候选目标航迹,在候选目标航迹扩展过程中,利用来自同一个目标的量测数据在较短时间内(相邻2个采样周期)具有相同的运动状态,利用目标的运动状态对候选航迹进行检验。进行了性能比较仿真,仿真结果表明:该算法在正确航迹起始概率上和基于逻辑的方法相当,但其虚假航迹起始概率远低于其他航迹起始方法;并且对存储要求低,适于工程应用。     

基于Hough变换的雷达密集转发干扰抑制算法

雷达密集转发干扰与目标回波相关性极高,对雷达产生欺骗和压制作用,使目标检测面临巨大困难。针对这一问题,提出了一种新的基于Hough变换的雷达密集转发干扰抑制算法。首先通过Hough变换将雷达回波脉冲压缩后的数据映射到参数空间,采取二值投票方式进行非相干积累并提取峰值抑制干扰。随后,根据Hough变换中点与线的对偶性,通过逆Hough变换和最小二乘法恢复出目标运动轨迹。进一步地,对恢复出的目标信号进行动目标检测,估计目标参数,实现了干扰环境下的雷达目标检测。仿真实验和实测数据处理验证了所提算法的有效性和实用性。