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基于标签随机有限集多目标跟踪快速实现算法研究

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基于标签随机有限集多目标跟踪快速实现算法研究

作者：熊强西安电子科技大学

学位级别：硕士

多目标跟踪(Multi-target Tracking,MTT)技术是指依据传感器探测到的量测数据动态估计目标数目及状态的过程,由于其具有较高的军用及民用价值,且涉及复杂的理论问题,因此,受到国内外诸多专家学者的广泛关注。目前,基于随机有限集的多目... 详细信息

多目标跟踪(Multi-target Tracking,MTT)技术是指依据传感器探测到的量测数据动态估计目标数目及状态的过程,由于其具有较高的军用及民用价值,且涉及复杂的理论问题,因此,受到国内外诸多专家学者的广泛关注。目前,基于随机有限集的多目标跟踪算法由于采用自顶而下的策略,具有良好的模型可拓展性,且能避免复杂的数据关联,是当前目标跟踪领域研究的热点。然而,多目标跟踪算法涉及贝叶斯方程,需利用数值计算方法求得该方程的近似解。其中,高斯混合(Gaussian Mixture,GM)方法和粒子滤波(Particle Filtering,PF)方法是目前应用最为广泛的数值计算方法,它们分别适用于线性高斯系统和非线性非高斯系统。本文以标签随机有限集理论为基础,结合高斯混合及粒子滤波等数值计算方法,重点研究联合预测与更新广义标签多伯努利(Joint Prediction and Update Generalized Labeled Multi-Bernoulli,JGLMB)滤波和标签多伯努利(Labeled Multi-Bernoulli,LMB)滤波的快速实现方法。论文的主要研究内容及成果如下:1、针对现有群组划分方法计算复杂度高的问题,提出一种基于图论的群组划分方法。该方法首先根据目标和量测之间的位置关系建立邻接矩阵,并通过多次广度优先遍历对目标进行分组,再将各群组中目标波门内的所有量测划分到与目标对应的群组中。经理论分析,该方法的计算复杂度为平方级。此外,群组划分后,针对各群组所需采样数不一致的问题,提出一种群组采样数自适应设定方法。为了使采样数的分配更合理,该方法首先设定总采样数,并计算各群组的关联映射个数;然后,为每个群组分配采样数,从而大幅降低了所提方法的计算量;最后,将上述方法与标签多伯努利(LMB)滤波相结合,得到快速LMB滤波。仿真实验表明,快速LMB滤波在保证跟踪精度的前提下能大幅提高LMB滤波算法的运行效率。2、针对联合预测与更新广义标签多伯努利(JGLMB)滤波运行效率低,以及LMB滤波在目标与量测存在较大关联不确定性场景跟踪效果差的问题,提出一种混合标签多伯努利(Hybrid Labeled Multi-Bernoulli,HLMB)滤波算法。该滤波算法有效结合JGLMB滤波与LMB滤波的优势,在复杂场景采用JGLMB滤波,而在一般场景则采用LMB滤波,在保证跟踪精度的同时显著提高了算法的运行效率。仿真实验表明,所提算法的运行效率要优于JGLMB滤波,而跟踪精度要优于LMB滤波,且接近于JGLMB滤波。

关键词：多目标跟踪标签随机有限集广义标签多伯努利滤波快速实现

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一种宽频带模态识别算法的快速实现

南京航空航天大学学报 2010年第1期42卷 84-87页

作者：陈小毛梁世波邓克绪南京航空航天大学无人机研究院南京210016

多参考点最小二乘复频域法(p-LSCF)是近几年来提出的宽频带模态参数识别算法,该方法在抗干扰能力、识别密集模态以及处理大阻尼复杂结构方面具有非常好的特性。为了提高模态参数的识别速度,采用FFT运算实现了该识别方法的快速计算。最... 详细信息

多参考点最小二乘复频域法(p-LSCF)是近几年来提出的宽频带模态参数识别算法,该方法在抗干扰能力、识别密集模态以及处理大阻尼复杂结构方面具有非常好的特性。为了提高模态参数的识别速度,采用FFT运算实现了该识别方法的快速计算。最后通过仿真算例与实测算例进行验证。结果表明:在不损失精度的情况下,能够提高参数识别速度。

关键词：试验模态分析 p—LSCF方法快速实现稳定图

马尔可夫随机场SAR图像分割的快速实现技术

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浙江大学学报（工学版） 2012年第10期46卷 1810-1815页

作者：李光廷禹卫东中国科学院电子学研究所航天微波遥感系统部北京100190 中国科学院研究生院北京100049

针对用马尔可夫随机场(MRF)进行合成孔径雷达(SAR)图像分割的传统实现方式计算效率低的问题,提出以图像整体为操作对象并与标记图的边缘检测相结合的MRF图像分割快速实现方法.分析只针对标记图边缘像素进行处理带来错误分割的概率,将提... 详细信息

针对用马尔可夫随机场(MRF)进行合成孔径雷达(SAR)图像分割的传统实现方式计算效率低的问题,提出以图像整体为操作对象并与标记图的边缘检测相结合的MRF图像分割快速实现方法.分析只针对标记图边缘像素进行处理带来错误分割的概率,将提出方法应用到扩散MRF分割中.理论分析及实验表明:与原实现方式相比,提出算法大大提高了单次迭代的速度,并可应用到一些先进的MRF分割算法中.

关键词：合成孔径雷达图像图像分割马尔可夫随机场快速实现

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PolyMAX模态参数识别算法的快速实现

振动与冲击 2011年第10期30卷 6-8,18页

作者：孙鑫晖郝木明王淮维中国石油大学(华东)化学工程学院山东东营266555

PolyMAX是近几年发展起来的宽频带模态参数识别算法,该方法在抗干扰能力、识别密集模态、以及处理大阻尼复杂结构方面具有非常好的特性。通过避免缩减正则方程计算中的矩阵求逆以及乘法运算,实现了该算法的快速实现。最后采用七自由度... 详细信息

PolyMAX是近几年发展起来的宽频带模态参数识别算法,该方法在抗干扰能力、识别密集模态、以及处理大阻尼复杂结构方面具有非常好的特性。通过避免缩减正则方程计算中的矩阵求逆以及乘法运算,实现了该算法的快速实现。最后采用七自由度仿真算例与航空发动机涡轮盘实测算例进行验证。结果表明:快速实现能够在对识别精度影响很小的情况下显著提高参数识别速度。

关键词：模态参数识别 PolyMAX算法缩减正则方程快速实现稳定图

基于SysGen的多相滤波信道化快速实现方法

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空天防御 2022年第1期5卷 45-51页

作者：辛升朱嘉颖辛增献王雪博马超上海无线电设备研究所上海201109

针对宽带信道化接收机实现中传统FPGA软件开发周期过长的问题,文本提出一种基于SysGen(system generator)开发环境的多相滤波信道化算法快速实现及验证方法,采用模块化、参数化的设计思路,完成50%交叠多相滤波信道化处理功能,具备大带... 详细信息

针对宽带信道化接收机实现中传统FPGA软件开发周期过长的问题,文本提出一种基于SysGen(system generator)开发环境的多相滤波信道化算法快速实现及验证方法,采用模块化、参数化的设计思路,完成50%交叠多相滤波信道化处理功能,具备大带宽实时处理能力及多信号同时接收能力。与传统的底层逻辑语言编程软件开发模式相比,该方法可明显缩短开发周期,且提升了模块开发灵活性,实现了FPGA信道化模块宽带多信号实时处理,可满足当代宽带数字接收机要求。

关键词：电子对抗 SysGen 多相滤波信道化快速实现

聚束式SAR中卷积反投影算法的快速实现(英文)

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Transactions of Nanjing University of Aeronautics and Astronautics 2010年第4期27卷 333-337页

作者：聂鑫朱岱寅朱兆达南京航空航天大学信息科学与技术学院

对应用于聚束式合成孔径雷达(SAR)成像中的卷积反投影(CBP)算法进行了详细研究,提出了一种基于傅里叶变换的快速实现方法,使得CBP算法的计算量得到明显降低。在传统的CBP算法中,反投影过程中的重采样通过插值实现,因而所需的插值数量巨... 详细信息

对应用于聚束式合成孔径雷达(SAR)成像中的卷积反投影(CBP)算法进行了详细研究,提出了一种基于傅里叶变换的快速实现方法,使得CBP算法的计算量得到明显降低。在传统的CBP算法中,反投影过程中的重采样通过插值实现,因而所需的插值数量巨大,导致运算效率低下。研究了图像像素之间隐含的相对位置关系之后,本文采用一系列快速傅里叶变换(FFT)来实现反投影过程中的重采样,避免了运算量巨大的插值过程,故提高了运算效率。仿真结果证明了新算法的可行性和有效性。相比于传统的CBP算法,新算法可以提高大约85%的运算效率。由于FFT适用于并行处理,新方法在实时处理SAR系统中有一定的应用价值。

关键词：合成孔径雷达快速傅里叶变换快速实现卷积反投影