基于自适应采样速率交互式概率数据关联的机动目标跟踪算法

在交互式多模型和概率数据关联算法融合的基础上,又将自适应采样速率算法融合到交互式多模型概率数据关联滤波器中,提出了自适应采样速率交互式概率数据关联算法,该算法不但能有效地跟踪高速机动的目标,且能使系统的采样间隔根据目标的运动状态做自适应调整. 仿真结果表明该算法扩大了机动目标的跟踪范围,且对高速机动的目标有很好的跟踪效果和较强的跟踪精度.     

基于雷达原始幅度数据的目标跟踪性能分析与实现

由于扫描跟踪雷达使用的天线波束在空间中的扩展特性,一个目标可被顺序扫描的波束或同时照射的堆积波束观测到;类似地,雷达信号模糊函数的扩展特性使得理想点目标的回波经过匹配滤波后的输出在时延-多普勒平面上是扩展的,这种空、时、频的扩展特性使得,与同一目标有关的多个波束的多个时延-多普勒采样单元都包含了目标信息,这种效应可以用采样单元的参数、目标参数以及模糊函数、方向图描述.传统的雷达信号处理对这些信息的利用非常有限,为此通过建立原始数据的幅度分布模型描述这些信息,并以此为基础研究基于雷达原始幅度数据进行跟踪的后验克拉美罗限(posteriorCramer-Raobound,PCRB).分析表明,与传统的先估计目标参数后跟踪的方式相比,利用这些信息进行跟踪可以改善跟踪性能.粒子滤波是实现这种跟踪方式的一种可行算法;针对传统实现方法中将回波幅度作为目标状态的一维并对之采样造成的运算量较大的问题,提出了一种避免幅度维采样的跟踪算法,仿真表明,该算法能以较低的运算量获得较好的跟踪性能.     

自适应采样间隔的无线传感器网络多目标跟踪算法

多目标跟踪是无线传感器网络当前研究的热点问题。针对多目标跟踪存在耗能较大,跟踪丢失等问题,提出了一种自适应采样间隔的多目标跟踪算法。采用跟踪目标的定位元数据来对目标的运动模式进行建模。基于扩展的卡尔曼滤波器来预测跟踪目标状态,采用预测目标定位的概率密度函数构建跟踪簇。通过定义跟踪目标中心,基于马氏距离来量化主节点 MN 的选举过程。通过跟踪目标重要性和其与MN之间的距离来量化目标的影响强度,并以此构建自适应采样间隔的多目标跟踪算法。基于MATLAB进行了仿真实验,实验结果显示,本文设计的跟踪算法能准确预测目标的运动轨迹,能随着运动目标的状态实时采用自适应的采样间隔。通过数据分析得知,本文提出的算法能在实现 WSN网络节能的基础上提高跟踪精度。     

水声信道位同步跟踪分数间隔盲均衡算法

为保证水声通信系统的可靠性,提出了一种具有位同步跟踪能力的盲均衡算法,根据通信升余弦成形函数的波形特点,借助早迟积分比相原理,利用分数间隔均衡器的输出值,在对水声信道多径效应、载波相位偏差补偿的同时,实现了对位同步最佳采样位置的跟踪估计,同时从节省带宽资源的角度出发,对采样误差函数进行了改进.仿真结果表明,所提出的算法能够有效地对信号最佳采样位置进行定位,并对复杂水声信道环境造成的采样位置偏移进行跟踪,在强烈多普勒频移效应影响下,能够保证均衡算法可靠运行,较单纯盲均衡算法具有更好的收敛性和稳定性.     

一种改进的减少频谱泄漏的等角度间隔采样递推算法

提出了一种改进的减少频谱泄漏的等角度间隔采样递推算法用于谐波检测.仿真结果表明,改进后的算法检测精度高,信号变化后基波跟踪周期短,若信号频率不变基波跟踪只需1个周期,频率变化也只需2个周期.改进算法精度高、实时性好,有很好的应用前景.     

基于视觉显著性的Wang-Landau蒙特卡罗采样突变目标跟踪算法

突变运动目标的鲁棒跟踪是计算机视觉领域的一个具有挑战性的问题.提出了一种基于视觉显著性的Wang-Landau蒙特卡罗采样(WLMC)跟踪算法,用于解决复杂场景下目标发生运动突变的跟踪问题.该算法首先对全局场景进行分块获取子区域,然后使用WLMC方法进行目标状态采样来跟踪发生运动突变的目标.算法将视觉显著性作为先验引入跟踪框架,提出了结合显著性先验的接受函数,通过每个子区域的显著性计算来引导马尔可夫链的构造.和以往方法相比,该算法既保留了WLMC采样方法对全局状态空间的广度覆盖性,又以视觉显著性特性引导采样,避免了全局采样的盲目性,从而提高采样效率.实验结果表明,该算法对发生运动突变的目标进行跟踪,具有良好的鲁棒性.     

扇形扫描的TWS雷达目标方位角对距离估计误差的影响

针对雷达天线在一定的扇扫范围内往复运动时,同一目标的相领点迹之间采样间隔的变化规律,提出了扇形扫描TWS雷达目标跟踪和航迹管理系统中,目标出现时间的滤波和预测方程,进而推导出极坐标系下的α-β滤波的滤波方程和外推方程,对扇形扫描条件下的矩形跟踪门进行了误差分析,指出跟踪误差受目标所处方位角的影响,并定量分析了这种情况下跟踪误差的补偿方法,根据滤波增益与跟踪误差的关系,确定了α-β滤波在扇形扫描情况下滤波增益的计算方法,仿真结果表明,该方法能够在扇形扫描情况下有效减小距离估计误差。     

雷达多目标交叉轨迹跟踪算法

针对雷达跟踪系统中的多目标运动情况,以及目标轨迹交叉重叠导致的目标丢失或跟踪错误等问题,将多目标联合状态下的加权重采样思想引入到标准粒子滤波算法中.对基本粒子滤波算法进行优化,使用离散随机变量模拟目标后验概率,存在多个目标时引入联合状态概念,用关联函数把多个目标的状态变量和观测变量表示出来,把联合状态下的采样数据加入跟踪粒子的权值更新过程,使得粒子能够根据目标间的状态变化准确预测各个目标的后验分布,从而更新目标运动估计值,避免下一时刻粒子采样分布错误.联合加权重采样优化后的粒子能够准确跟踪目标运动,粒子预测和更新也不受目标交叉运动影响,克服跟踪不稳定或跟踪误差较大的问题.仿真结果表明,改进的粒子滤波算法能够达到正确跟踪多个目标的效果,并且目标轨迹交叉时仍然能够保持较高的跟踪精确度.     

基于SAWF的亚皮秒级时间间隔测量

高精度时间间隔测量在通信、雷达、卫星等领域都具有十分重要的意义，为进一步提高时间间隔的测量精度，研究了一种基于声表面波滤波器作为时间内插器的亚皮秒级时间间隔测量方法.该方法由脉冲信号激励声表面波滤波器产生窄带信号，经采样、插值重建后，通过互相关算法获取待测的时间间隔，首先通过仿真分析声表面波滤波器的中心频率、采样频率、信噪比等关键参数对测量精度的影响；然后优化系统参数，提供一种低成本、易实现的解决方案；最后开展实验验证.测试结果表明，采用中心频率为70 MHz的声表面波滤波器，采样频率只需200 MHz,时间间隔的测量精度就可优于1.00 ps(标准差).     

禁忌搜索粒子滤波算法在目标跟踪中的应用

雷达目标跟踪量测系统常受到闪烁噪声干扰,导致传统滤波算法的滤波性能急剧下降甚至发散。针对标准粒子滤波算法存在粒子退化的缺陷,重采样环节引入禁忌搜索思想,提出了禁忌搜索扩展卡尔曼粒子滤波算法,驱散局部最优的粒子集,使其向全局最优位置靠近,提高采样粒子的有效性。结合交互多模型（IMM）,将算法与IMM-PF算法进行仿真比较,结果表明该算法对机动目标具有较优的跟踪性能。     

新型多通道并行宽带数字雷达侦察接收机设计

针对现代雷达侦察接收机对ADC高采样率要求的难题,给出一种新的信号采集系统方案。利用多个低速率ADC并行采样,通过自适应波束形成算法对信号的频谱进行恢复,从而获取完整的信号频域信息。根据雷达侦察接收机的实际工作条件以及对实时性要求,对频谱恢复算法进行了性能优化和参数计算,并对算法进行了仿真。算法仿真结果和雷达信号处理机硬件测试结果表明,能够有效地提高侦察接收机的带宽,并且得到较好的频谱分析结果,能够广泛的应用于宽带数字雷达侦察接收机系统中。     

基于等权平均压缩技术的雷达/红外传感器融合算法

针对雷达/红外传感器融合时经常面临的数据采样率不相等问题,提出了一种基于等权平均量测压缩技术的雷达/红外融合算法。该算法通过将高采样率的红外角度量测数据进行等权平均压缩,更有效地利用了目标信息,进而提高了雷达/红外融合后的信息精度。仿真结果验证了算法的有效性;且相对于最小二乘压缩的雷达/红外融合算法具有更高的精度。     

利用改进DBSCAN算法的管制雷达目标标定方法

为探究基于眼动数据的管制雷达目标标定方法,利用雷达管制模拟机、眼动仪等搭建实验平台,召集8名管制学员参加模拟航空管制实验并收集眼动数据.使用具有噪声的基于密度的聚类算法(DBSACN,density-based spatial clustering of applications with noise)处理注视点数据过程中,主观输入的参数会导致无法很好完成聚类,笔者提出基于K-最邻近算法和变密度阈值设定法,从自适应选取邻域值和变密度阈值设计两方面对DBSCAN算法进行改进,并实现了算法的自适应运行.对改进过程中采用拟合分布密度函数极值点结合放大系数确定邻域值的方法进行验证,发现对不同雷达目标误差仅为8.6％和10％,表明改进方法具有一定的适用性.通过比对不同航空器目标兴趣区的提取结果,发现提出的管制雷达目标标定方法具有一定的准确性和普适性.     

基于ADS-B数据的一次雷达系统误差配准方法

针对大误差一次雷达测量过程中雷达配准方法的精度提升问题,分析了一次雷达误差分布特性,以广播式自动相关监视系统的航迹数据为真值,提出了基于改进轨迹跟踪滤波的实时雷达配准方法。采用点云配准方法中随机抽样一致性的迭代最近点法,对基于期望增加模型的变结构交互式多模型算法中的偏置函数进行了改进,有效减少了随机误差在配准过程中的影响,并获得最优的偏置参数,以提升大误差一次雷达配准的精度。算例分析结果表明,该方法配准后可使所选一次雷达俯仰角平均绝对误差降低至0.04°,方位角平均绝对误差降低至0.07°,为雷达系统误差配准提供新方法支撑。     

基于相位测距原理的汽车防撞雷达

文章将相位测距法用于解决汽车安全领域里的物体距离测量,对基于相位测距原理的雷达进行了理论分析。在样机研制过程中,较好地解决了雷达波单边带连续波双频发射和接收问题。基于雷达数据处理的实时性,对雷达信号采用DSP进行采集并作FFT运算,由FFT结果获得信号的相位差和物体的运动速度。实验证明,该雷达理论是可行的,具有一定的实用性。     

基于子空间投影的SFGPR压缩感知成像算法

针对传统压缩感知SFGPR成像重建算法在强杂波测量环境中往往会失效的问题,提出一种基于子空间投影杂波抑制技术的SFGPR压缩感知成像重建算法.该算法首先在每个天线测量位置通过压缩感知测量模型重建所有的频域原始均匀采样数据,然后采用子空间投影杂波抑制技术滤除较强的地面回波,最后结合稀疏重建算法对地下目标图像进行压缩感知重建.实验数据处理结果验证了所提方法的有效性和准确性.     

非均匀分布量测下的扩展目标跟踪方法

针对雷达方位角变化导致散射源统计特性改变的问题,提出了一种非均匀分布量测下的扩展目标跟踪方法.算法通过轮廓质心法和接受-拒绝采样法产生伪量测,并构建了分层无迹卡尔曼滤波器(hierarchical unscented kalman filter,HUKF)来估计运动状态和形状参数.实验结果表明,相比于传统的无迹卡尔曼滤...     

一种基于改进快速Hough变换的远程雷达航迹起始方法

针对标准Hough变换起始方法在多目标密集杂波环境虚警率较高和实时性较差的问题,设计了一种快速的Hough变换航迹起始算法,参考了目标的运动情况,采用新的序列采样方法,制定采样终止规则有效减少了计算过程中的采样次数,从而保证了该算法在满足一定的航迹起始成功率前提下,提高了航迹起始的效率。实验证明,该算法可以识别虚假航迹点,起始真正的雷达目标航迹,同时缩短航迹起始的计算时间,可以在雷达信号处理领域中广泛应用。     

一种数据采样控制脉冲的产生电路

介绍了一种数据采样控制脉冲的形成方案及实用电路,该电路已被用于宽频带被动雷达导引头的数据采集系统中。     

斜视合成孔径雷达的稀疏降采样数据成像方法

针对合成孔径雷达数据量庞大,不便于存储传输等问题,结合经典的距离多普勒成像算法与压缩感知理论,提出一种稀疏降采样斜视SAR数据的成像方法.在方位向上用随机降采样的方式录取数据,对所得数据进行相应的距离徙动校正和距离脉压,随后将方位向脉压建模为典型的压缩感知模型,用平滑l₀算法重构出二维SAR场景.利用该方法能有效地减少稀疏场景的SAR回波数据量,仅采用传统数据量的25%,即可获得清晰的二维成像结果.