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基于目标量测误差分布的航迹抗差关联算法

系统工程与电子技术 2024年

作者：杨鑫阮开智刘红明王晓科刘静秋施裕升上海机电工程研究所

针对在远距离密集目标情况下，因角度维误差导致目标空间定位误差变大而存在航迹误关联率较高的问题，提出了一种基于目标量测误差分布的航迹抗差关联算法。该算法首先在分析目标量测误差空间概率分布特征的基础上，定义了与目标同一性... 详细信息

针对在远距离密集目标情况下，因角度维误差导致目标空间定位误差变大而存在航迹误关联率较高的问题，提出了一种基于目标量测误差分布的航迹抗差关联算法。该算法首先在分析目标量测误差空间概率分布特征的基础上，定义了与目标同一性密切相关的视同因子；然后利用关联目标对与雷达之间的几何关系、目标量测距离和雷达站址等先验信息，基于模糊数学理论中的高斯隶属度函数，计算得到目标航迹之间的航迹关联度和航迹关联代价矩阵；最后利用经典分配法进行航迹关联判定。仿真结果表明，本文算法航迹误关联率低、抗差性好，且不受目标数目变化的影响。

关键词：航迹关联误差分布隶属度函数多维分配

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基于拉普拉斯混合模型的航迹抗差关联方法

电讯技术 2024年

作者：韦春玲吴孙勇刘锦新余润华桂林电子科技大学信息与通信学院认知无限电与信息处理教育部重点实验室桂林电子科技大学数学与计算科学学院

针对组网雷达系统误差与上报目标不完全一致等复杂环境下的航迹关联鲁棒性问题，基于非刚性点集配准理论提出了一种航迹邻域结构信息与拉普拉斯混合模型(Laplace Mixture Model， LMM)相结合的关联方法。首先利用更鲁棒的拉普拉斯混合... 详细信息

针对组网雷达系统误差与上报目标不完全一致等复杂环境下的航迹关联鲁棒性问题，基于非刚性点集配准理论提出了一种航迹邻域结构信息与拉普拉斯混合模型(Laplace Mixture Model， LMM)相结合的关联方法。首先利用更鲁棒的拉普拉斯混合模型对被视为异常点的非共同探测目标的航迹进行建模，然后定义局部相似性测度计算航迹邻域结构的相似性来决定拉普拉斯分量的权重，并通过期望最大化(Expectation-Maximization， EM)算法求解拉普拉斯混合模型的闭合解。最后利用经典分配法对E步获取的后验概率矩阵进行航迹关联判决。仿真结果表明，该方法在面对各种复杂环境如不同系统误差、检测概率、目标分布密度等情况时均有较高的关联正确率和较好的鲁棒性。

关键词：航迹关联系统误差拉普拉斯混合模型局部相似性测度 EM算法

基于Hough变换的监视数据航迹关联算法研究

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长江信息通信 2024年第6期 22-24页

作者：朱凯涔中国民用航空新疆空中交通管理局

当前监视数据航迹关联算法在进行重叠宽度计算时，多以独立形式测定核算，效率较低，导致最终得出的平均偏差增大，为此提出对基于Hough变换的监视数据航迹关联算法的研究，根据当前计算需求，先进行航迹覆盖区域划分，采用多目标的方... 详细信息

当前监视数据航迹关联算法在进行重叠宽度计算时，多以独立形式测定核算，效率较低，导致最终得出的平均偏差增大，为此提出对基于Hough变换的监视数据航迹关联算法的研究，根据当前计算需求，先进行航迹覆盖区域划分，采用多目标的方式，提升整体的计算效率，多目标形式计算出重叠关联宽度，以此为基础，构建Hough变换监视数据航迹关联测算模型，采用边缘航迹辅助修正实现测算。测试结果表明：针对选定的6个测试区域，经过连个周期的测定，最终在Hough变换的辅助下，所设计的监视数据航迹关联算法得出的航迹关联测算的平均偏差控制在1.2以下，说明此次所设计的监视数据航迹关联算法更为高效，针对性较强，具有实际的应用价值。

关键词： Hough变换监视数据航迹关联关联算法数据转换层级算法

基于多尺度卷积和改进LSTM的航迹数据关联方法

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无线互联科技 2024年第2期21卷 115-118页

作者：贾燎原曹伟中国船舶重工集团有限公司第724研究所江苏南京210000

针对雷达数据智能航迹关联准确率较低的问题,文章提出了一种融合多尺度卷积神经网络和改进长短期记忆网络的航迹关联方法。首先,利用多尺度卷积神经网络提取多个维度的空间特征,避免固定尺寸的卷积核产生视野限制,使网络能够提取更高维... 详细信息

针对雷达数据智能航迹关联准确率较低的问题,文章提出了一种融合多尺度卷积神经网络和改进长短期记忆网络的航迹关联方法。首先,利用多尺度卷积神经网络提取多个维度的空间特征,避免固定尺寸的卷积核产生视野限制,使网络能够提取更高维度的特征。然后,将特征送入改进的长短期记忆网络捕获时间维度上的特征,改进后的单元结构充分考虑相邻时刻航迹数据的关联性,有效抑制了噪声和误差产生的影响。最后,仿真实验结果表明,该方法有效提高了航迹关联准确率。

关键词：卷积神经网络长短期记忆神经网络航迹关联

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基于全球AIS的多源航迹关联数据集

电子与信息学报 2023年第2期45卷 746-756页

作者：崔亚奇徐平亮龚诚余舟川张建廷于洪波董凯海军航空大学信息融合研究所烟台264001 91001部队北京100000 91977部队北京100000

数据、算法和算力是当前人工智能技术发展的3大推力,考虑到智能关联算法研究的迫切需求和多雷达协同观测航迹数据获取困难,针对航迹关联数据集缺失问题,该文公开了多源航迹关联数据集(MTAD),其由全球AIS航迹数据经栅格划分、自动中断和... 详细信息

数据、算法和算力是当前人工智能技术发展的3大推力,考虑到智能关联算法研究的迫切需求和多雷达协同观测航迹数据获取困难,针对航迹关联数据集缺失问题,该文公开了多源航迹关联数据集(MTAD),其由全球AIS航迹数据经栅格划分、自动中断和噪声添加处理步骤构建。该数据集包括训练集和测试集两大部分,共有航迹百万余条,其中训练集包含5000个场景样本,测试集包含1000个场景样本,每一个场景样本由几个到几百个数量不等的航迹构成,涵盖多种运动模式、多种目标类型和长度不等的持续时间。同时,进一步对构造的MTAD数据集进行可视化分析,详细研究了各个栅格内航迹的特点,证明了该数据集的丰富性、合理性和有效性。最后,作为参考,给出了关联评价指标和关联基线结果。该数据集目前已被用作海军“金海豚”杯竞赛科目专用数据集。

关键词：航迹关联自动识别系统(AIS) 人工智能深度学习

基于改进盖尔-沙普利算法的自动识别系统与双频地波雷达断裂航迹关联

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电子与信息学报 2023年第3期45卷 1015-1022页

作者：张晖曾显普高亮内蒙古大学电子信息工程学院呼和浩特010021

高频地波雷达(HFSWR)可以实现大范围海上船只目标的连续探测,但是海杂波等干扰因素的影响容易造成跟踪航迹的断裂。目前关于地波雷达航迹关联的研究中,通常忽略了航迹断裂的情况,将航迹关联视为二分图匹配问题,这会导致可能将单一目标... 详细信息

高频地波雷达(HFSWR)可以实现大范围海上船只目标的连续探测,但是海杂波等干扰因素的影响容易造成跟踪航迹的断裂。目前关于地波雷达航迹关联的研究中,通常忽略了航迹断裂的情况,将航迹关联视为二分图匹配问题,这会导致可能将单一目标的断裂航迹判断为多个目标,从而引起目标的误关联。针对上述情况,该文结合模糊综合评判和迭代搜索算法,首次将盖尔-沙普利(GS)算法引入航迹关联领域,并且对其进行改进以满足航迹断裂时的多对多航迹关联情况,提出了改进的盖尔-沙普利(IGS)算法。在该算法中,通过计算航迹之间的模糊综合评判值来得到航迹之间的倾向度序列,再由迭代搜索对航迹进行聚类以获得航迹集群,最后将航迹集群及倾向度序列输入盖尔-沙普利算法来进行数轮博弈以给出关联结果。利用双频率高频地波雷达和船只自动识别系统(AIS)的仿真数据与实测数据进行实验测试,实验结果表明:所提出的算法解决了在航迹断裂情况下的多传感器航迹关联问题,且在密集区域的航迹关联效果优于传统算法。

关键词：航迹关联高频地波雷达航迹断裂盖尔-沙普利算法

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利用k近邻区间距离的异步抗差航迹关联算法

系统工程与电子技术 2022年第5期44卷 1475-1482页

作者：衣晓曾睿曹昕莹海军航空大学航空作战勤务学院山东烟台264001 中国人民解放军92325部队山西大同037001

针对异步和系统误差并存情况下的航迹关联问题,提出利用航迹序列k近邻区间距离的异步抗差航迹关联算法。定义区间序列与区间点的k近邻区间距离度量,提出系统误差区间化方法,通过不等长航迹区间序列间的灰色关联度,利用经典分配法进行航... 详细信息

针对异步和系统误差并存情况下的航迹关联问题,提出利用航迹序列k近邻区间距离的异步抗差航迹关联算法。定义区间序列与区间点的k近邻区间距离度量,提出系统误差区间化方法,通过不等长航迹区间序列间的灰色关联度,利用经典分配法进行航迹关联判定。与传统算法相比,对系统误差先验信息的要求低。仿真结果表明,算法能以较高正确率实现稳定关联,具有良好的抗差性。算法亦可处理异步不等速率航迹关联问题,无需时域配准,具有明显的优势。

关键词：航迹关联抗差关联 k近邻区间距离灰色关联度区间化

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多局部节点异步航迹快速关联算法

系统工程与电子技术 2023年第3期45卷 669-677页

作者：国佳恩周正曾睿海军航空大学山东烟台264001 中国人民解放军91422部队山东烟台264001 中国人民解放军92325部队山西大同037001

为解决传统多维分配算法在多局部节点航迹关联中的运算量爆炸问题,提出一种应用于多局部节点的异步航迹快速关联算法。首先,引入虚拟航迹插值重构量测航迹,然后定义虚实混合航迹序列的时序离散度(temporal discrete degree,TDD),并在此... 详细信息

为解决传统多维分配算法在多局部节点航迹关联中的运算量爆炸问题,提出一种应用于多局部节点的异步航迹快速关联算法。首先,引入虚拟航迹插值重构量测航迹,然后定义虚实混合航迹序列的时序离散度(temporal discrete degree,TDD),并在此基础上采用重新设计的多维次序匹配算法进行航迹关联判定,待判定结束后进行TDD线性趋势系数(TDD-linear trend coefficient,TDD-LTC)检验,以排除关联的多义性。仿真结果表明,相同条件下,所提算法在不损失正确关联率的同时,可极大提升关联速度,且在多局部节点、目标密集等情况下关联速度更具优势,明显优于现有算法。

关键词：航迹关联多局部节点虚实混合航迹序列时序离散度多维次序匹配

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基于迭代离散度序贯检测的航迹抗差关联算法

系统工程与电子技术 2022年第8期44卷 2498-2505页

作者：关欣国佳恩海军航空大学山东烟台264001

针对批处理关联方式对航迹整体信息利用不足以及现有抗差算法无法实现大系统误差下的关联等问题,提出一种基于迭代离散度序贯检测的航迹抗差关联算法。该算法首先引入迭代离散度作为关联统计量,并根据基于误差重构的随机量测量推导得到... 详细信息

针对批处理关联方式对航迹整体信息利用不足以及现有抗差算法无法实现大系统误差下的关联等问题,提出一种基于迭代离散度序贯检测的航迹抗差关联算法。该算法首先引入迭代离散度作为关联统计量,并根据基于误差重构的随机量测量推导得到不同时刻离散度的概率分布;然后根据检测终点的不同设计了两种关联判定准则,在不同判定准则下进行离散度的序贯检测实现航迹的抗差关联。实验结果表明,算法在密集目标、大系统误差等复杂场景下均有较高的正确关联率,并且较常规算法关联速度提升明显。

关键词：航迹关联序贯检测系统误差离散度