多传感器编队目标跟踪技术(第2版)
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1.3.1 复杂环境下的编队目标航迹起始技术

航迹起始是多传感器多目标跟踪中需要解决的首要问题,也是降低多目标跟踪固有组合极巨增加的有效措施。编队目标的航迹起始比传统多目标的航迹起始要复杂得多,传统的航迹起始算法[67-85]对编队目标的起始效果不理想[1,3,32]。首先,编队中各目标空间距离较小,如果采用直观法[7]、逻辑法[7,76,85]对编队内目标分别建航,各目标的起始波门就会严重交叉。因量测误差、外推误差的存在,编队内量测航迹极易出现错误的交叉互联。其次,因为编队内各目标行为模型相似,各目标回波前、后时刻的交叉关联性很强,错误的临时航迹能在后续时刻找到关联值,直观法、逻辑法等传统目标起始算法的航迹确认规则无法抑制错误航迹的输出,最终造成虚假航迹起始率增大。如果采用基于Hough变换的航迹起始算法[80-84]对编队内目标建航,那么对需建航的目标而言,其他目标的回波均为杂波,因误差的存在,易出现局部极大值,从而造成编队内各目标量测交叉关联,正确航迹起始率下降。现有编队目标航迹起始算法虽然避免了编队内各目标回波间的交叉关联错误,降低了计算量,但是在密集杂波环境下对编队的互联和编队速度的估计不稳定,起始航迹精确度较低,虚假航迹起始率很高,且只能得到编队整体的状态,没有考虑编队内目标的航迹起始问题,漏航迹起始率较大。此外,目前尚没有文献对集中式多传感器编队目标航迹起始问题进行研究。

对于低目标发现概率条件的编队目标航迹起始技术,目前的研究较少,并没有解决在雷达回波缺失时的起始技术难题。对编队目标航迹起始来说,由于数据量较大,在群分割与互联起始两个方面,既要保证较高的正确起始率,又要兼顾效率。目前的群分割算法基本采用遍历距离的思路,算法的时间复杂度相对较大,因此如何优化群分割算法,使之在正确分群的前提下,尽可能降低运行时间,有待进一步研究。在保证了正确分群的前提下,互联起始算法如何有效地最大化利用已获得的数据,在相邻时刻的目标回波点不一一对应的情况下,尽可能有效地起始编队成员航迹,需要进一步研究。由于编队目标航迹起始是编队跟踪的前提,研究低目标发现概率条件下的编队目标航迹起始技术,将对后续复杂条件下编队跟踪具有重要意义。

针对上述问题,有必要深入分析航迹起始阶段编队内目标量测的特性,研究如何结合这些特性实现单传感器或多传感器探测系统中的杂波剔除及点-点互联,成功完成编队内目标的精确航迹起始。