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重尾非高斯定位噪声下鲁棒协同目标跟踪

浙江大学学报（工学版） 2022年第5期56卷 967-976页

作者：陈小波陈玲梁书荣胡煜江苏大学汽车工程研究院江苏镇江212013

针对定位数据的统计特性未知且易受异常值干扰而影响协同目标跟踪性能的问题,提出一种重尾非高斯定位噪声下的鲁棒协同目标跟踪方法.该方法假设定位噪声服从多元学生t-分布,建立联合估计目标状态与定位噪声参数的贝叶斯模型.针对目标状... 详细信息

针对定位数据的统计特性未知且易受异常值干扰而影响协同目标跟踪性能的问题,提出一种重尾非高斯定位噪声下的鲁棒协同目标跟踪方法.该方法假设定位噪声服从多元学生t-分布,建立联合估计目标状态与定位噪声参数的贝叶斯模型.针对目标状态与噪声分布参数相互耦合而难以计算联合后验分布的问题,应用变分贝叶斯推断原理和平均场理论对后验分布进行解耦,将目标状态与定位噪声参数的联合后验分布估计问题转化为最优化问题,以交替优化的方式实现系统参数的在线递推估计.对提出的协同目标跟踪方法进行测试.仿真结果表明,当定位数据中存在未知的野值噪声时,提出的协同跟踪算法具有较好的鲁棒性.

关键词：协同目标跟踪学生t-分布变分贝叶斯推断野值噪声鲁棒性

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基于非线性导引的多无人机协同目标跟踪控制

指挥信息系统与技术 2019年第4期10卷 47-54页

作者：张昕李沛蔡俊伟中国电子科技集团公司第二十八研究所

提出了一种基于非线性导引的多无人机协同目标跟踪控制方法,采用速度和航向2个通道解耦的控制方式,通过速度控制无人机间相位差实现多机协同,利用航向控制实现无人机对期望轨迹的跟踪。首先,利用相位差一致算法计算得出速度指令;然后,... 详细信息

提出了一种基于非线性导引的多无人机协同目标跟踪控制方法,采用速度和航向2个通道解耦的控制方式,通过速度控制无人机间相位差实现多机协同,利用航向控制实现无人机对期望轨迹的跟踪。首先,利用相位差一致算法计算得出速度指令;然后,利用非线性导引轨迹跟踪算法得出偏航角速度指令,并将指令发送给自动驾驶仪;最后,对4架无人机在均匀分布绕飞、编队协同跟踪2种场景下的协同跟踪进行了仿真验证,结果表明该方法在2种场景下均获得较好的跟踪效果。

关键词：多无人机状态估计协同目标跟踪

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指定域多无人机协同目标跟踪研究

计算机测量与控制 2023年第3期31卷 201-207页

作者：朱代武刘豪曾婧涵孙永鹏中国民用航空飞行学院四川广汉618307

由于战场环境日益复杂、对抗性日益增强、任务日益多样和单机能力受限特性,多无人机协同执行作战任务已经成为无人机系统应用的重要发展趋势;针对协同作战中的系统复杂性、时间敏感性和通信计复杂性等特点进行分析,结合无人机运动性能... 详细信息

由于战场环境日益复杂、对抗性日益增强、任务日益多样和单机能力受限特性,多无人机协同执行作战任务已经成为无人机系统应用的重要发展趋势;针对协同作战中的系统复杂性、时间敏感性和通信计复杂性等特点进行分析,结合无人机运动性能及自主协同控制能力提出指定域多无人机协同目标跟踪的研究模型;首先建立面向战术任务的多无人机协同目标跟踪模型,其次在指定域范围内对多无人机进行面向持续跟踪模型的优化,最后选取一定数量的无人机在指定域内进行仿真,实验结果表明:面向持续的指定域多无人机协同目标跟踪模型是有效的,且具有较好的目标状态估计性能。

关键词：指定域多无人机协同目标跟踪自主控制持续跟踪

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面向机动目标的分布式弹群在线协同定位方法

北京航空航天大学学报 2024年第3期50卷 1027-1036页

作者：傅晋博张栋赵军民王庭晖西北工业大学航天学院西安710072 西安现代控制技术研究所西安710065

机动目标的高精度协同定位是协同打击的关键,通过分布式弹群来实现协同定位是目前研究的热点。提出了一种分布式弹群在线协同定位的策略,解决弹群通信受限条件下协同定位的实时性问题;针对目标状态估计中模型非线性、噪声非高斯分布等特... 详细信息

机动目标的高精度协同定位是协同打击的关键,通过分布式弹群来实现协同定位是目前研究的热点。提出了一种分布式弹群在线协同定位的策略,解决弹群通信受限条件下协同定位的实时性问题;针对目标状态估计中模型非线性、噪声非高斯分布等特点,提出了容积卡尔曼粒子滤波算法;设计了自适应转弯速率的匀速转弯模型,并将现有的二维匀速转弯模型扩展至三维,解决了现有匀速转弯模型先验转弯速率固定,导致定位精度不高的问题;设计了自适应模型转移概率的交互多模型方法,实时修正马尔可夫转移概率,解决了单模型滤波定位精度不高的问题。通过仿真验证了所提策略和方法的有效性和准确性。

关键词：弹群协同定位协同目标跟踪交互式多模型容积卡尔曼滤波粒子滤波

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面向电子对抗的协同目标定位与跟踪技术研究

面向电子对抗的协同目标定位与跟踪技术研究

作者：夏晓东南京航空航天大学

学位级别：硕士

多传感器协同定位与跟踪技术在军事、交通、航空航天等方面有着广泛的应用。在电子对抗领域中,传感器因受到地域、环境等因素的干扰,单传感器独立工作模式已经无法满足越来越复杂的现代战争的要求。而多传感器可以通过协同工作机制形成... 详细信息

多传感器协同定位与跟踪技术在军事、交通、航空航天等方面有着广泛的应用。在电子对抗领域中,传感器因受到地域、环境等因素的干扰,单传感器独立工作模式已经无法满足越来越复杂的现代战争的要求。而多传感器可以通过协同工作机制形成覆盖全局的网络空间,结合多种感知信息有效的排除干扰因素对定位与跟踪结果产生的误差。多传感器协同定位与跟踪相关技术已经成为电子对抗领域的研究热点。本文主要针对多传感器协同目标定位与跟踪技术展开研究,着重研究多传感器协同定位算法和多传感器协同目标跟踪算法。本文首先对电子对抗领域中目标定位与目标跟踪技术的相关理论与技术进行了研究,总结了目前多传感器协同目标定位与跟踪技术的常用算法,分析了其不足之处。针对经典RSSI测距精度差、易受环境影响等缺点,建立有效锚节点选取模型;对传统的单传感器定位机制进行了改进,提出一种基于有效锚节点的测向测时差协同定位算法LDTEAS;仿真实验结果表明,LDTEAS算法的定位精度和覆盖率相比于MDS-MAP、FCM等同类算法有明显提高。进一步,在研究了三维空间多传感器协同定位技术的基础上,本文还研究了三维空间中的多传感器协同目标跟踪技术。针对电子对抗领域中,现有多传感器协同目标跟踪算法能耗高、精度低等缺点,将监测树引入到移动目标跟踪技术中,建立基于监测树动态组簇模型DCM,可根据目标的运动信息动态选择最少的传感器节点进行动态组簇并跟踪目标;对传统的移动目标跟踪算法进行改进,提出一种基于监测树动态组簇的多传感器移动目标跟踪算法MTTDCM,在保证跟踪性能的前提下,可减小跟踪能耗,提高跟踪精度。仿真实验结果表明,相比于CTBD、CPF等同类算法,本文提出的MTTDCM算法能够减少能耗,提高跟踪精度。最后,结合MATLAB和OPNET仿真平台,采用C++集成图形界面开发程序MFC,设计并初步实现了多传感器协同目标定位与跟踪仿真平台,并在多传感器协同目标定位与跟踪仿真平台上验证了LDTEAS算法和MTTDCM算法的有效性。

关键词：多传感器有效锚节点测向测时差协同定位监测树动态组簇协同目标跟踪

多UUV协同目标状态估计及跟踪优化方法研究

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多UUV协同目标状态估计及跟踪优化方法研究

作者：戚琪哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

多水下无人航行器(UnmannedUnderwaterVehicles，UUVs)协同目标跟踪是UUV应用领域一个迫切需要且热门的研究方向。本文针对特定任务下的多UUV协同目标跟踪问题，重点围绕多UUV对目标状态融合估计和跟踪路径协同优化两个子问题进行深入... 详细信息

多水下无人航行器(UnmannedUnderwaterVehicles，UUVs)协同目标跟踪是UUV应用领域一个迫切需要且热门的研究方向。本文针对特定任务下的多UUV协同目标跟踪问题，重点围绕多UUV对目标状态融合估计和跟踪路径协同优化两个子问题进行深入研究，主要进行了以下工作:　　首先，针对多UUV协同目标跟踪问题进行了问题描述与约束分析，给出了多UUV协同目标跟踪系统的组成要素及相应特点，并建立了目标的运动模型、UUV运动学以及动力学模型、UUV所携带被动声纳的纯方位探测模型和多UUV通信拓扑模型。　　其次，针对多UUV协同目标跟踪任务的逻辑过程和控制结构，给出了一种有限集中的分布式求解框架。分析了融合估计问题和跟踪路径优化问题的实际约束并建立了相应的数学模型。　　然后，针对多UUV协同目标状态融合估计问题，研究了单UUV目标状态估计方法和多UUV融合估计方法。根据机动目标跟踪的应用背景和多UUV融合估计结构，给出了一种基于IMM-EKF的分布式协同目标状态融合估计方法，并进行了仿真实验。实验证明，该算法能够在目标机动运动中，根据纯方位探测信息得到较为精确的目标运动状态估计结果。　　最后，针对多UUV跟踪路径协同优化问题，提出了一种基于粒子群算法的路径点生成方法。详细介绍了粒子群算法的原理和过程，结合多UUV跟踪路径协同优化问题，首先设计了面向维持跟踪任务需求的寻优函数，然后基于粒子群算法给出了一种跟踪路径点指令的生成方法，并进行了仿真实验。实验表明，该算法能够保证多个UUV在不跟丢目标、不发生碰撞的前提下跟踪目标航行。

关键词：水下无人航行器协同目标跟踪融合估计路径优化动力学模型

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导弹集群协同作战系统概念研究

飞航导弹 2007年第10期 13-18页

作者：胡正东林涛张士峰蔡洪国防科技大学北京机电工程研究所

提出了导弹集群协同作战系统的概念。在建立导弹集群协同作战系统总体框架的基础上,结合智能信息处理方法,研究态势感知系统、任务规划系统、战毁评估系统和数据链的技术实现问题,并对系统在实战中将会遇到的协同目标跟踪、软杀伤对抗... 详细信息

提出了导弹集群协同作战系统的概念。在建立导弹集群协同作战系统总体框架的基础上,结合智能信息处理方法,研究态势感知系统、任务规划系统、战毁评估系统和数据链的技术实现问题,并对系统在实战中将会遇到的协同目标跟踪、软杀伤对抗和作战效能评估等问题进行了简要分析,最后还探讨了该系统开发的重要意义。

关键词：协同作战智能信息处理协同目标跟踪软杀伤对抗效能评估

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多视角视频融合与表达的软件系统设计

多视角视频融合与表达的软件系统设计

作者：黄世鹏西安电子科技大学

学位级别：硕士

随着视频传感器网络技术的不断发展,多视角视频信息的表达问题日益凸现。如何整合与变换多视角视频信息,以提高感兴趣目标信息表达的有效性是目前亟待解决的问题。本文通过设计一个多视角视频融合与表达的软件系统来实现三维简图重建、... 详细信息

随着视频传感器网络技术的不断发展,多视角视频信息的表达问题日益凸现。如何整合与变换多视角视频信息,以提高感兴趣目标信息表达的有效性是目前亟待解决的问题。本文通过设计一个多视角视频融合与表达的软件系统来实现三维简图重建、多视角协同目标跟踪和视频拼帖三种多视角视频信息表达方式,从而有效、互补地表达多视角视频信息。本文主要进行了以下的工作: 根据三维简图重建、多视角协同目标跟踪和视频拼帖三种视频表达方式的特点,对软件系统进行功能和性能需求分析。在此基础上对软件系统进行功能模块的划分,进而对整个软件系统进行结构化设计。最终使用C/C++语言实现了多视角视频的表达系统。本文设计的软件系统具有较强的通用性和可扩展性。根据软件系统的特点,本文对视频显示、三维简图重建、多视角协同目标跟踪和视频拼帖分别进行了功能和性能测试。测试结果表明,本文设计的多视角视频融合与表达的软件系统满足了系统的功能需求,但部分处理算法的实时性有待提高。多视角视频表达算法的设计与实现有待改进。本文通过三维简图重建、多视角协同目标跟踪和视频拼帖三种方式来表达多视角的视频信息。这使我们能同时观察虚拟三维场景信息、选择多视角的感兴趣信息和锁定感兴趣目标。此外,还可以通过其它不同的多视角视频表达方式来展现场景信息。

关键词：视频表达多视角协同目标跟踪视频拼帖