一种基于不确定度的数据关联敏感指标

数据关联是信息融合研究领域中最为关键的步骤之一,关联性能的好坏直接影响最终的融合效果。分析并指出了目前常用评估指标的不足之处,同时提出了一种基于不确定度的数据关联敏感指标。该指标将状态向量及其误差协方差视为一种概率分布,在位置均方根误差基础上,引入不确定度的概念,完成了对状态估计无偏性和稳定性的综合评价。实验仿真结果表明:针对不同的数据关联算法,由于考虑了估计状态的不确定性,该指标可以更加敏感地反映出各个关联算法之间的优劣。     

航迹关联不确定度评定方法

为了对多种关联算法进行有效集成,确保在信源系统误差估计、数据合成中使用正确关联的航迹,实现性能持续改进的信息融合系统,提出了多源航迹关联不确定度概念及其评定方法.以归一化航迹似然度为基础,综合考虑了传感器的虚情、漏情、未检测区域以及传感器参数的未确知性等因素,建立了航迹关联不确定度评定模型,并进行了仿真实验.结果表明,该模型能够正确反映目标间隔距离、传感器测量误差、航迹关联的正确性、检测概率与航迹关联不确定度之间的关系,且评定结果对传感器的系统误差、参数取值不敏感.     

基于形态特征的终端区进场中心航迹识别方法

为了挖掘终端区进场航空器交通流的分布特征,量化分析空中交通的复杂性,提出了一种基于多特征轨迹相似度和密度峰值聚类(Density-peak Clustering, DPC)的中心航迹提取方法。首先,采用单向距离(One Way Distance, OWD)计算轨迹之间的形状和物理距离,并结合空管实际运行航迹数据特征,考虑航迹之间的位置属性和航向属性,定义多特征航迹相似度模型。其次,使用密度峰值聚类算法对航迹数据进行聚类分析,提取聚类结果中每一簇中具有最高密度的真实轨迹作为中心航迹。最后,对双流国际机场终端区历史航迹数据进行实验分析,使用轮廓系数指标和基于密度的指标进行评价,并与层次聚类算法进行对比。结果表明,轨迹被划分为8个不同形态的类簇,该方法可以直观有效的识别出轨迹的整体运动特征并精确提取出真实的中心航迹。     

改进模糊综合评价的ESM与雷达航迹关联算法

针对机动目标贴近和交叉运动影响下的ESM与雷达的航迹关联问题,提出了基于改进的模糊综合评价的航迹关联算法。该算法综合考虑了ESM传感器和雷达在双机协同无源定位中获得的距离、角度、速度、相位差和时间差信息,丰富了模糊因素集;给出了模糊综合评价中的隶属度和权重的动态计算方法,并对评价集和评价准则进行了相应的改进。仿真结果表明,在目标距离200 m时,传统的多因素模糊综合决策航迹关联算法的关联正确率为55.2%,航迹关联算法的关联正确率为74.0%。在增大目标距离和雷达探测误差的情况下,算法的关联正确率始终高于传统的多因素模糊综合决策航迹关联算法。     

多频高频地波雷达目标数据融合与跟踪

强烈的海杂波干扰以及目标起伏严重制约了高频雷达的目标检测与跟踪性能,针对这一不足,提出一种基于多频雷达的数据融合与跟踪算法.通过加权最近邻关联来融合多频数据;通过无味卡尔曼滤波输出跟踪结果.在中国东海舟山海域进行了为期10d的数据采集实验用于验证系统性能.研究了多频雷达数据特点,给出了合适的距离、速度和方位的融合门限及权重设置方法,建立了从检测到跟踪整套处理流程,并提出了用于检验多频工作性能的评价指标.评价指标包括目标在线时间、航迹分裂数目、跟踪区域和定位误差.研究结果表明:通过数据融合和跟踪滤波显著延长了目标在线时间,提高了目标检测概率并减小了定位误差和跟踪中出现的航迹分裂数量,增强了跟踪稳健性.     

基于分离协方差交叉的全局反馈航迹融合

针对多传感器数据融合中互协方差未知的问题,提出了一种基于分离协方差交叉的全局反馈航迹融合方法,将误差协方差矩阵分离为相关信息误差协方差矩阵和独立信息误差协方差矩阵.在此基础上,提出了分离形式的卡尔曼滤波算法,并设计了全局信息反馈的分布式融合结构,克服了简单凸组合融合算法和协方差交叉算法中将所有的信息一起考虑的缺陷.仿真实验表明:本文算法比简单凸组合融合算法和协方差交叉融合方法具有更小的均方误差.     

基于改进灰狼优化算法的无人机三维航迹规划

为了解决三维复杂环境下的无人机航迹规划问题,提出一种基于改进灰狼优化算法的无人机三维航迹规划方法.模拟真实的地理环境,建立三维地形模型和禁飞区模型,构造合理的评价函数.在改进算法中,设计一种基于贪婪思想和变异策略的初始化方法,提升了初始种群的平均适应度值;将一种非线性递减函数引入距离控制参数,解决了灰狼优化算法开发能力不足的问题;设计一种动态加权平均和静态平均混合的位置更新策略,解决了灰狼优化算法位置更新策略不灵活的问题.仿真结果表明:该算法相比于其他几种相关算法,航迹代价较小、收敛速度较快且效果更稳定.     

关于马氏距离模糊聚类的有效性指标研究

为了研究基于马氏距离模糊聚类算法的有效性,首先对比分析了基于数据集模糊划分与几何结构的模糊聚类有效性指标,确定了将紧致度、分离度与清晰度结合的有效性研究方向,然后针对基于马氏距离的模糊聚类提出新的度量标准,构造有效性指标,最后结合算法在真实数据集上进行实验,结果表明新指标能准确识别马氏距离模糊聚类算法在多维数据上的最佳聚类数目。     

基于DS证据的信息融合算法多指标融合

在雷达跟踪中,算法方案的综合评价可通过DS证据理论进行多属性融合。而在实际应用中存在部分指标缺失等问题,导致证据间出现高冲突,使得原始DS证据合成方法失效。在分析了多指标融合中由于3类信息不完整而导致的高冲突证据后,提出了将算法方案的综合评价作为群体证据,把单个证据与群体证据之间的模糊距离作为证据融合权重,基于权重改进DS证据合成方法,解决了高冲突证据下的多属性融合。实验结果表明基于群体证据模糊距离的DS证据合成方法可以较好地解决雷达跟踪中算法方案综合评价问题。     

基于特征融合的图像检索方法

针对传统特征融合方法中权值的不易确定性,提出一种动态确定特征向量权值的算法。首先根据特征向量对应维之间的距离确定权值大小并形成权值矩阵,然后计算加权特征向量之间的距离,作为两幅图像的相似度。最后通过相似度排序完成图像检索。实验数据表明,该算法在存在干扰数据集上都有良好的检索效果,由于不需要大量实验确定权值的大小,在效率上得到了大大提高,与传统的算法相比,具有更高的检索效率。     

单脉冲雷达目标航迹的实时视频模拟器

目的 研究并实现单脉冲雷达目标航迹实时视频信号模拟器。方法 选择有代表性的操场形目标航迹,确定目标的时空关系;利用计算机产生各通道的目标数据,并在算法上避免误差积累;根据３通道单脉冲体制雷达的特点,采用设立时间标志的方法,解决不同通道数据更新频率不同的问题。结果与结论 模拟器可以较精确地模拟所给定的航迹,其最大距离误差小于等于模拟器最小步进间隔,３通道数据具有良好的同步关系。     

基于满意度及特征近似的协同数据融合推荐

为进一步改善协同数据融合推荐算法的数据推荐效率及可靠性,为用户提供更具个性化特征的服务选项,提出一种基于用户满意度及特征近似的协同数据融合推荐算法。首先,根据使用者评价相似度、置信度及兴趣相似度三个指标,来计算和替代原有用户评价相似度指标,使得评价指标更全面和精确,指标的分辨率更高;其次,根据使用者属性作为评价用户间相似度的指标,使相似度更贴近用户使用感受;最后,通过在标准测试数据集上实验对比显示,所提算法在提高服务推荐准确度同时,具有更高的应用价值。     

基于混沌和蚁群算法测量圆度误差

提出一种基于混沌和蚁群算法计算圆度误差的方法,它将混沌搜索与蚁群算法相结合,在蚁群搜索完成后,利用混沌进行搜索,以提高搜索精度.简要地介绍了混沌和蚁群算法的基本原理,详细地描述了蚁群算法和混沌解决圆度误差评价问题的步骤.最后给出实验结果.仿真实验结果表明,这种方法可以有效、正确地评价圆度误差,克服了利用最小二乘法评价圆度误差的局部收敛问题.     

一种针对于状态估计算法的敏感指标构建方法

针对信息融合领域内状态估计算法的性能评估问题,分析了当前常用评估指标的不足。提出了一种基于最优子模式分配的敏感指标构建方法,该指标利用两个可控参数对点迹位置误差与关联误差的敏感度进行合理分配。通过两组不同条件的实验,证明了在单目标环境下,OSPA距离具有与位置均方根误差相同的有效性与评估准确度;在多目标环境下,OSPA距离具有更高的使用灵活度与敏感度。     

一种针对于状态估计算法的敏感指标构建方法

针对信息融合领域内状态估计算法的性能评估问题,分析了当前常用评估指标的不足。提出了一种基于最优子模式分配的敏感指标构建方法,该指标利用两个可控参数对点迹位置误差与关联误差的敏感度进行合理分配。通过两组不同条件的实验,证明了在单目标环境下,OSPA距离具有与位置均方根误差相同的有效性与评估准确度;在多目标环境下,OSPA距离具有更高的使用灵活度与敏感度。     

采样式仪器测量不确定度评定模型

针对基于采样法的数字仪器,提出一种合成不确定度评定模型。分析了由数据采集环节的量化误差、偏置误差、增益误差、积分非线性误差等产生的测量不确定度,讨论了数字信号处理器在实现浮点运算和定点运算中,由有限字长引入的测量不确定度。在此基础上,研究了数据采集和信号处理环节中各种不确定度源经离散Fourier变换算法传递的数学模型。仿真实验验证了所得到的测量结果合成标准不确定度与模数转换位数、定点运算位数或浮点运算位数、信噪比、采样样本数之间的解析关系的有效性。     

基于小波域HMT模型融合的图像分辨率增强

图像的分辨率可以通过预测细节子带中的小波系数来得到提高.采用Gaussian混合模型的小波域隐马尔可夫树可以精确地描述真实图像的统计特性,非常适合于预测图像的细节子带.但是这类方法的缺点是被预测的小波系数是随机生成的,每次算法得到的结果均不相同,只能从中选择一个作为最终结果.本文提出了一种算法,将随机结果根据局部方差融合规则融合到一起,从而产生一幅更适合人类视觉系统的图像.实验结果证明了本文算法的有效性,其主观和客观评价指标均优于传统算法.     

基于启发式搜索算法的无人机航迹快速规划

基于无人机导航系统的自身特点,无人机在导航过程中会出现无法精确定位的情况,从而产生定位误差。如果不能及时校正随时间累积的定位误差,会使无人机无法到达预定目的地,从而导致飞行任务失败。为避免这种情况的发生,本文研究了考虑定位误差的无人机航迹快速规划问题。以航迹距离最短为目标,考虑定位误差校正约束与航迹约束,建立了混合整数规划模型。根据深度优先搜索算法与回溯算法的特点,设计了启发式深度优先搜索+回溯算法来求解问题,并在此算法基础上加入模拟退火机制对解的质量进行优化。以某飞行区域的数据为例进行仿真实验,结果表明启发式深度优先搜索+回溯算法可以快速有效地求解考虑定位误差的无人机航迹规划问题。     

激光雷达和行人航迹推算融合的室内目标定位方法

激光雷达(light detection and ranging, LiDAR)在室内定位中具有抗干扰能力强,速度、角和距离分辨率高等优点,但在定位过程中其精度易受环境因素干扰影响。提出了一种LiDAR和行人航迹推算(pedestrian dead reckoning, PDR)融合的室内定位方法,以扩展卡尔曼滤波(extended Kalman filter, EKF)为基础,通过对LiDAR的位移增量、角度观测值以及PDR的位姿信息等量测值进行解算,令二者互补融合,有效抑制非视距影响和误差累积的问题,并对单一类组合算法和融合类组合算法的定位精度进行对比分析。实验结果表明：当室内人员为行走状态时,LiDAR和PDR融合定位算法较单一定位方法在精度和稳定性方面均有效提高,PDR定位误差为0.98 m, LiDAR定位误差为0.6 m, EKF融合后定位误差下降到0.32 m。     

基于仿真图像的相对辐射校正方法评价方案

提出了一种基于仿真图像的相对辐射校正方法评价方案。该方案从传感器像元间辐射不一致的产生机理出发,通过仿真得到辐射不一致影响的图像。由于待校正图像的"真实"目标信息已知,使得评价相对辐射校正方法缺乏客观标准的问题得到了很好地解决。采用校正后图像和原始目标的线性拟合度作为评价算法性能的指标。实验结果显示,该方案对相对辐射校正算法的评价与目视效果和理论分析是吻合的,能够准确地评价相对辐射定标算法的优劣。