基于TOA测量的Tn-R型无源雷达目标跟踪算法

针对传统单次无源定位方法对发射站与接收站的布站要求高的缺点,提出了基于到达时间（time of arrival, TOA）测量的Tⁿ-R型外辐射源雷达目标跟踪算法。该算法基于多个发射站获得的目标TOA测量值,采用Levenberg-Marquardt算法快速给出目标位置,然后利用扩展卡尔曼算法（extended Kalman filter, EKF）做滤波跟踪,解决了基本EKF算法的收敛速度慢和受初值影响大、易发散的问题。针对机动目标跟踪,提出了目标机动性判决方法并给出了一种简化的机动目标跟踪方案。针对外场试验数据的实际情况,采用了基于“两发一收”体制的目标跟踪和消除航迹模糊的方法。仿真与外场数据处理均表明,该算法收敛速度快,性能稳定,定位跟踪精度高,可满足实用要求。     

应用无人机跟踪地面目标——最新研究进展

应用无人机跟踪移动目标具有广泛的应用价值,平台移动能力在使目标跟踪性能得到提升的同时,也给目标信息处理增加了难度,并带来了新的问题,即如何控制传感器的运动才能获得更好的目标跟踪性能。分析了无人机目标跟踪问题中存在的技术障碍;从目标定位、目标跟踪、同步定位与跟踪、协作式目标跟踪等方面对国内外的研究现状进行阐述;重点分析了实现移动目标跟踪的两项关键技术:目标状态估计与在线航迹规划;对未来的发展趋势进行了展望。     

基于改进蚁群算法的巡航导弹三维航迹规划

针对巡航导弹三维航迹规划的复杂性及其搜索空间大且效率低的问题,提出了一种基于改进蚁群算法的航迹规划方法.将生存概率的优化目标函数由乘积最大化形式转化为和最小化形式,并与航迹段长度的优化目标函数形式一致,提出了允许后续航迹点的概念,将地形条件与航迹规划的约束条件加入搜索算法中,以使规划的航迹更符合实际情形且搜索空间减小,从而提高三维空间航迹规划的效率.仿真实例结果表明,所提出的规划方法可以规划出具有较大生存概率且可接受航程的航迹.     

基于目标不变信息量的模糊航迹对准关联算法

探讨了在组网雷达存在系统误差情况时的目标航迹对准关联问题。通过将探测系统误差对目标航迹的影响表示为各目标航迹数据的旋转和平移,从而说明了目标之间的相对拓扑关系不受系统误差影响;由此提出了一种雷达组网模糊航迹对准关联算法,该算法通过提取包括目标间拓扑信息在内的各种不受系统误差影响的目标不变信息量,采用模糊信息处理理论来解决目标航迹的对准关联问题,从而较好地实现了误差配准前的准确航迹对准关联。     

基于动力学对称性的高空高速飞行器运动规划

传统的航迹规划与航迹跟踪是解耦的,不一定能满足高空高速飞行器的规划需求。为了保证所规划结果的物理可行,同时得到相应的控制量,研究了运动轨迹在李群框架下的对称性,提出了一种适应于高空高速飞行器的运动规划方法。首先,构建能够全面反映飞行器动力学特性的航迹基元库;然后,基于威胁环境和作战要求,在规划空间中生成一系列导航矢量;并利用运动轨迹对称性,基于航迹基元库生成有向导航拓扑图;最后,利用Dijkstra算法,在拓扑图上搜索最优导航矢量序列,并解算相应的动力学航迹及控制序列。仿真结果表明,该方法充分考虑了飞行器的运动学和动力学特性,能够保证规划结果的物理可行。     

基于VRML和目标航迹的视景仿真方法

基于VRML技术建立了虚拟目标和场景的可视化模型;采用三次样条插值方法对输入航迹进行了平滑和可飞性检验,并计算出了相应的姿态数据;利用虚拟现实工具箱提供的Matlab接口驱动虚拟目标进行六自由度运动,同时控制模拟CCD进行实时跟踪,完成了对飞行过程的视景仿真。实验表明,该方法不仅得到了实用的航迹和姿态数据,而且直观生动的描述了飞行过程,为相关理论研究奠定了良好的基础。     

基于分级规划策略的A*算法多航迹规划

为了避免设置运行参数,稳定地生成多条航迹,提出一种基于分级规划策略的A*算法多航迹规划技术。采用分级规划策略将规划过程分成初始航迹规划和精细航迹规划两部分。在初始航迹规划中,通过设置中间航迹点并利用A*算法得到多条初始可行航迹,然后为了避免K均值算法对初始聚类中心敏感的问题,提出采用层次聚类法对所得到的初始可行航迹进行聚类,得到初始参考航迹。在精细航迹规划中,设计了一种变宽度的航迹规划通道,并在通道内进行航迹规划以得到最终的多条航迹。仿真实验证明了算法的可行性。     

基于速度障碍法的多UAV可飞行航迹优化生成

研究无人飞行器(unmanned aerial vehicle, UAV)在线可飞行航迹的自主规划对UAV适应非结构化环境、提高机动作战能力具有重要的现实意义。提出了一种基于Pythagorean-Hodograph (PH)曲线的UAV在线航迹生成算法,可以根据UAV当前的飞行状态、目标点信息及传感器探测信息实时规划出曲率连续的可避碰飞行航迹。考虑系统动态性能约束,采用分布估计算法对航迹参数进行优化选取,提出基于区间选优的全局精英个体概率选择机制,提高了航迹生成的速度及精度。根据速度障碍法原理,结合PH曲线的特点,给出了高动态环境下多UAV的实时动态避碰规划算法,该算法能使轨迹快速趋近于目标。对一组UAV的航迹规划在不同环境下进行了仿真实验,仿真结果证明了算法的有效性和实用性。     

基于局部航迹关联的多基地雷达多目标跟踪快速算法

针对仅能观测目标一维信息的多基地雷达系统,提出了一种基于局部航迹关联的多目标跟踪快速算法.该算法通过各接收机的局部跟踪处理,在获得目标一维航迹的基础上,利用目标的速度信息、局部航迹的冗余性及其与目标的一一对应关系,分级剔除了由于组合定位产生的大量虚假目标,进而通过局部航迹的关联提高了多目标跟踪的稳定性.与传统的集中式跟踪算法相比,该算法避免在融合中心进行复杂的"量测-量测"与"量测-航迹"关联运算,显著提高了计算效率,具有较好的实时性,易于工程实现.     

基于模糊隶属度的船舶中断航迹关联识别方法

为实现对中断的航迹进行准确的关联识别,形成统一的海上态势,提出了基于航迹预测和模糊隶属度评价的航迹关联识别方法。采用多项式拟合方法进行航迹的双向推测,选取位置、航向、速度作为模糊因素集,采用岭型模糊隶属度函数计算预测的航迹点之间各模糊因素的隶属度并加权得到单时刻隶属度,构造加权函数计算综合隶属度,通过阈值门限判断两航迹是否关联。在仿真实验中,所提方法精确率大于90%,召回率大于80%,关联性能优于传统方法。为进一步研究该方法的场景适应性,仿真了不同场景下的船舶航迹雷达监测数据,包括中断区间内船舶运动稳定场景、速度变化场景、航向变化场景等,船舶运动状态稳定时关联结果的召回率大于90%,中断区间内速度变化小于8 km/h时召回率大于84%,航向变化低于25°时召回率大于88%。该方法为解决非合作船舶交叉环境下的中断航迹关联识别问题提供了有效途径。