擴(kuò)展廣義s-維分配編隊(duì)目標(biāo)機(jī)動(dòng)模式判斷方法
【專利摘要】鑒于傳統(tǒng)多傳感器機(jī)動(dòng)目標(biāo)跟蹤方法和現(xiàn)有機(jī)動(dòng)編隊(duì)目標(biāo)跟蹤方法難以精確跟蹤機(jī)動(dòng)編隊(duì)內(nèi)目標(biāo)的事實(shí)，本發(fā)明基于整體機(jī)動(dòng)、分裂、合并和分散四種典型機(jī)動(dòng)模式下的編隊(duì)目標(biāo)跟蹤模型，提出了一種擴(kuò)展廣義S-維分配編隊(duì)目標(biāo)機(jī)動(dòng)模式判斷方法，首先基于編隊(duì)航跡和編隊(duì)量測(cè)構(gòu)造多個(gè)可行性劃分，然后基于各可行性劃分的代價(jià)函數(shù)構(gòu)造S-維分配問(wèn)題，最后基于最優(yōu)的可行性劃分判斷出各編隊(duì)目標(biāo)的機(jī)動(dòng)模式，從而利用相應(yīng)機(jī)動(dòng)模式下的編隊(duì)目標(biāo)跟蹤模型完成編隊(duì)內(nèi)各航跡的狀態(tài)更新，可以較好的解決多傳感器探測(cè)下機(jī)動(dòng)編隊(duì)內(nèi)目標(biāo)的精確跟蹤問(wèn)題。
【專利說(shuō)明】擴(kuò)展廣義s-維分配編隊(duì)目標(biāo)機(jī)動(dòng)模式判斷方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于多傳感器多目標(biāo)信息融合【技術(shù)領(lǐng)域】，提供一種擴(kuò)展廣義s-維分配編 隊(duì)目標(biāo)機(jī)動(dòng)模式判斷方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 在航跡維持階段，編隊(duì)目標(biāo)會(huì)發(fā)生各種機(jī)動(dòng)，此時(shí)編隊(duì)內(nèi)目標(biāo)回波的相對(duì)位置結(jié) 構(gòu)發(fā)生縮放、剪切、旋轉(zhuǎn)等仿射變換，非機(jī)動(dòng)編隊(duì)目標(biāo)跟蹤方法不再適用。傳統(tǒng)的機(jī)動(dòng)目標(biāo) 跟蹤方法因?qū)C(jī)動(dòng)編隊(duì)目標(biāo)回波復(fù)雜性考慮不足，難以取得理想的跟蹤效果，且現(xiàn)有機(jī)動(dòng) 編隊(duì)目標(biāo)跟蹤方法只簡(jiǎn)單的基于編隊(duì)整體進(jìn)行了研究，無(wú)法準(zhǔn)確、實(shí)時(shí)的完成機(jī)動(dòng)編隊(duì)內(nèi) 各目標(biāo)的狀態(tài)更新。
[0003] 在編隊(duì)目標(biāo)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，基于特定的戰(zhàn)術(shù)或目的，編隊(duì)目標(biāo)隨時(shí)會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)彎、爬 升、俯沖等整體機(jī)動(dòng)，還會(huì)出現(xiàn)分裂、合并、分散等編隊(duì)目標(biāo)特有的機(jī)動(dòng)模式，在這種情況 下，編隊(duì)內(nèi)目標(biāo)結(jié)構(gòu)將發(fā)生變化，導(dǎo)致多傳感器對(duì)編隊(duì)內(nèi)個(gè)體目標(biāo)的分辨狀態(tài)更為復(fù)雜，雜 波環(huán)境下多傳感器機(jī)動(dòng)編隊(duì)目標(biāo)的精確跟蹤問(wèn)題變得十分困難。傳統(tǒng)的多傳感器機(jī)動(dòng)目標(biāo) 跟蹤技術(shù)難以跟蹤機(jī)動(dòng)編隊(duì)目標(biāo)，主要原因?yàn)椋海?)當(dāng)編隊(duì)目標(biāo)發(fā)生分裂、合并或分散時(shí)， 傳統(tǒng)的機(jī)動(dòng)目標(biāo)跟蹤模型不再匹配；（2)編隊(duì)內(nèi)目標(biāo)一般相距較近，因而回波交叉影響嚴(yán) 重，再加上雜波的影響，當(dāng)編隊(duì)發(fā)生機(jī)動(dòng)時(shí)，易出現(xiàn)跟丟、跟錯(cuò)等現(xiàn)象；(3)利用組網(wǎng)傳感器 探測(cè)編隊(duì)目標(biāo)時(shí)，因傳感器與編隊(duì)內(nèi)目標(biāo)的角度不同，各傳感器對(duì)同一機(jī)動(dòng)編隊(duì)目標(biāo)的探 測(cè)狀態(tài)可能不一致，實(shí)現(xiàn)多傳感器信息的互補(bǔ)和剔除更加困難?，F(xiàn)有機(jī)動(dòng)編隊(duì)目標(biāo)跟蹤方 法大多基于編隊(duì)整體對(duì)分裂、合并進(jìn)行研究，不能解決多傳感器探測(cè)下發(fā)生機(jī)動(dòng)時(shí)編隊(duì)內(nèi) 目標(biāo)的航跡更新問(wèn)題，已不能滿足目標(biāo)跟蹤領(lǐng)域的實(shí)際工程需求。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004] 要解決的技術(shù)問(wèn)題
[0005] 鑒于傳統(tǒng)多傳感器機(jī)動(dòng)目標(biāo)跟蹤方法和現(xiàn)有機(jī)動(dòng)編隊(duì)目標(biāo)跟蹤方法難以精確跟 蹤機(jī)動(dòng)編隊(duì)內(nèi)目標(biāo)的事實(shí)，本發(fā)明基于整體機(jī)動(dòng)、分裂、合并和分散四種典型機(jī)動(dòng)模式下的 編隊(duì)目標(biāo)跟蹤模型,提出了一種擴(kuò)展廣義S-維分配編隊(duì)目標(biāo)機(jī)動(dòng)模式判斷方法，判斷出編 隊(duì)目標(biāo)航跡的機(jī)動(dòng)模式，從而利用相應(yīng)機(jī)動(dòng)模式下的編隊(duì)目標(biāo)跟蹤模型完成編隊(duì)內(nèi)各航跡 的狀態(tài)更新。
[0006] 技術(shù)方案
[0007] 本發(fā)明所述的擴(kuò)展廣義S-維分配編隊(duì)目標(biāo)機(jī)動(dòng)模式判斷方法，首先基于編隊(duì)航 跡和編隊(duì)量測(cè)構(gòu)造多個(gè)可行性劃分，然后基于各可行性劃分的代價(jià)函數(shù)構(gòu)造 s-維分配問(wèn) 題，最后基于最優(yōu)的可行性劃分判斷出各編隊(duì)目標(biāo)的機(jī)動(dòng)模式。
[0008] 有益效果
[0009] 該方法基于整體機(jī)動(dòng)、分裂、合并和分散四種典型機(jī)動(dòng)模式下的編隊(duì)目標(biāo)跟蹤模 型，通過(guò)編隊(duì)內(nèi)目標(biāo)的量測(cè)特性，判斷出編隊(duì)目標(biāo)航跡的機(jī)動(dòng)模式，從而利用相應(yīng)機(jī)動(dòng)模式 下的編隊(duì)目標(biāo)跟蹤模型完成編隊(duì)內(nèi)各航跡的狀態(tài)更新，可以較好的解決多傳感器探測(cè)下機(jī) 動(dòng)編隊(duì)內(nèi)目標(biāo)的精確跟蹤問(wèn)題。 1
【具體實(shí)施方式】 [0010] 1·事件的定義
[0011]設(shè)％,+ (/=1，2，...爲(wèi))是k時(shí)刻來(lái)自傳感器i的量測(cè)數(shù)，在多傳感器環(huán)境下，量測(cè)方程 被表不為：
[0012] + Γ;/=1,2,..., mki ⑴
[0013]式中，量測(cè)< 以)表示k時(shí)刻來(lái)自傳感器i的第丨個(gè)測(cè)量；印(k)是傳感器i的量測(cè) 矩陣；F/(幻是具有已知協(xié)方差且與所有其它噪聲向量統(tǒng)計(jì)獨(dú)立的零均值高斯噪聲向量；T 為目標(biāo)個(gè)數(shù)；k時(shí)刻融合中心所獲得的綜合觀測(cè)向量為
[0014] Z(k) = {Z.(k)} i = l,--%ms;s = l--%Ns (2)
[0015] 并假定各傳感器間的量測(cè)誤差是統(tǒng)計(jì)獨(dú)立的。
[0016]設(shè)z(k)為k時(shí)刻融合中心的綜合量測(cè)集，定義如式（D所示。利用循環(huán)閾值模型 進(jìn)行編隊(duì)的分割，并求出各編隊(duì)的中心點(diǎn)集合為
[0017] 之⑷=? ⑷）,/ = 1,2,％ (3)
[0018] 式中，mk為編隊(duì)的個(gè)數(shù)。
[0019]基于各編隊(duì)目標(biāo)機(jī)動(dòng)模式下編隊(duì)中心量測(cè)與編隊(duì)中心航跡之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，定義 表征各編隊(duì)機(jī)動(dòng)模式的事件為：
[0020]事件1 :史(々-1)只可能與ζ⑷關(guān)聯(lián)，則編隊(duì)t屬于整體機(jī)動(dòng)模式；
[0021]事件2 :邱-1)與多個(gè)編隊(duì)中心點(diǎn)同時(shí)關(guān)聯(lián)，則編隊(duì)t屬于分裂機(jī)動(dòng)模式；
[0022]事件3:又$-1)、汜(々-丨)等多個(gè)編隊(duì)的中心航跡同時(shí)與關(guān)聯(lián)，則編隊(duì)^ t2屬于合并機(jī)動(dòng)模式；
[0023]事件4 :叉\々-1)沒(méi)有關(guān)聯(lián)成功的編隊(duì)量測(cè)，則編隊(duì)t屬于分散機(jī)動(dòng)模式。
[0024] 2.基本模型的建立
[0025] 定義傳感器s的第is個(gè)量測(cè)為
[0026]
【權(quán)利要求】
1.擴(kuò)展廣義S-維分配編隊(duì)目標(biāo)機(jī)動(dòng)模式判斷方法，其特征在于，要判別k時(shí)刻各編 隊(duì)目標(biāo)發(fā)生何種機(jī)動(dòng)，就是要確定編隊(duì)量測(cè)與編隊(duì)航跡的對(duì)應(yīng)關(guān)系，即確定最佳劃分Y = {ut，uf}，需求解下式：
(1) 式中，YQ= {Ut= φ，υ{ = U}，即所有編隊(duì)量測(cè)均為虛假編隊(duì)的假設(shè)，
式中，為劃分γ中傳感器s虛假編隊(duì)量測(cè)的標(biāo)號(hào)集合；<為傳感器s第i個(gè)編 隊(duì)量測(cè)為虛假編隊(duì)的概率；ip "、"分別對(duì)應(yīng)于子集ζ、『2、為編隊(duì)發(fā)生機(jī)動(dòng)后的 真實(shí)位置；此處用極大似然估計(jì)值Α代替，因此
將式（3)和式（4)代入式（1)，可確定最佳劃分
【文檔編號(hào)】G06F19/00GK104252579SQ201410478313
【公開日】2014年12月31日 申請(qǐng)日期:2014年9月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月18日
【發(fā)明者】王海鵬, 潘新龍, 何友, 熊偉, 潘麗娜, 董凱, 呂晴 申請(qǐng)人:中國(guó)人民解放軍海軍航空工程學(xué)院