多傳感器多目標(biāo)航跡相關(guān)與數(shù)據(jù)合成若干關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、多傳感器數(shù)據(jù)融合是研究對多傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行處理的理論、技術(shù)和方法的綜合性學(xué)科，它的產(chǎn)生、形成與發(fā)展，是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)迅猛發(fā)展的產(chǎn)物，在軍事和民用上均有廣泛的應(yīng)用前景。本文以國防“十一五”海軍裝備預(yù)先研究項(xiàng)目為背景，受實(shí)際多傳感器數(shù)據(jù)融合應(yīng)用需求的牽引，對多傳感器數(shù)據(jù)融合中的航跡相關(guān)和數(shù)據(jù)合成問題進(jìn)行研究，重點(diǎn)針對多雷達(dá)航跡相關(guān)算法、異類傳感器航跡相關(guān)算法、多雷達(dá)航跡數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)加權(quán)平均合成算法和一維純方位傳感器量測與雷達(dá)航跡數(shù)據(jù)合成算法進(jìn)行了深

2、入的研究。
　　 1.歸納總結(jié)了數(shù)據(jù)融合的定義、基本原理和功能模型，討論了多傳感器數(shù)據(jù)融合的關(guān)鍵技術(shù)和分布式多傳感器數(shù)據(jù)融合系統(tǒng)的處理流程。
　　 2.提出了一種基于傳遞閉包模糊聚類的多雷達(dá)航跡相關(guān)算法。針對多雷達(dá)多目標(biāo)航跡相關(guān)問題，該算法利用基于模糊統(tǒng)計(jì)量的傳遞閉包聚類法，對來自多雷達(dá)的航跡數(shù)據(jù)進(jìn)行聚類分析，實(shí)現(xiàn)多雷達(dá)航跡相關(guān)判定。首先，將來自多雷達(dá)的所有航跡構(gòu)成待分類的樣本集合；其次，選擇航跡中的目標(biāo)位置和速度信息作

3、為模糊因素，建立各航跡對之間的模糊相似關(guān)系；進(jìn)而計(jì)算模糊相似關(guān)系的傳遞閉包，獲得等價(jià)關(guān)系；最后，利用等價(jià)關(guān)系確定航跡相關(guān)對，實(shí)現(xiàn)多雷達(dá)多目標(biāo)航跡相關(guān)判定。該算法具有對雷達(dá)航跡誤差的不敏性，適應(yīng)于目標(biāo)做機(jī)動(dòng)、交叉運(yùn)動(dòng)情況下的相關(guān)判定。
　　 3.提出了一種基于B型灰色關(guān)聯(lián)度的純方位航跡相關(guān)算法。針對由一維純方位傳感器和雷達(dá)組成的異類傳感器融合系統(tǒng)中的多目標(biāo)航跡相關(guān)問題，該算法以灰色系統(tǒng)理論的灰色關(guān)聯(lián)分析法為基礎(chǔ)，將由－維純方位傳感

4、器(如：紅外、被動(dòng)聲納)和雷達(dá)組成的異類傳感器數(shù)據(jù)融合系統(tǒng)中的目標(biāo)航跡看成是目標(biāo)方位信息的時(shí)間序列，所有目標(biāo)航跡構(gòu)成了方位時(shí)間序列集合，對該集合元素進(jìn)行灰色關(guān)聯(lián)分析，計(jì)算各航跡對的B型灰色關(guān)聯(lián)度，建立航跡灰色關(guān)聯(lián)矩陣，并根掘該矩陣確定航跡關(guān)聯(lián)對，實(shí)現(xiàn)異類傳感器純方位航跡相關(guān)判定。該算法同樣適用于同平臺(tái)純方位傳感器航跡相關(guān)判定。
　　 4.提出了一種基于模糊數(shù)相似度的純方位航跡相關(guān)算法。針對由一維純方位傳感器和雷達(dá)組成的異類傳感器

5、融合系統(tǒng)中的多目標(biāo)航跡相關(guān)問題，該算法利用三角形隸屬度函數(shù)對航跡中的方位信息進(jìn)行模糊化，得到方位信息模糊量，計(jì)算不同航跡方位信息模糊量之間的相似度，形成方位信息模糊量相似度矩陣，并根據(jù)該矩陣確定航跡關(guān)聯(lián)對，實(shí)現(xiàn)異類傳感器航跡相關(guān)判定。該算法同樣適用于同平臺(tái)純方位傳感器航跡相關(guān)判定。
　　 5.提出了一種權(quán)值動(dòng)態(tài)分配的多雷達(dá)目標(biāo)航跡數(shù)據(jù)加權(quán)平均合成算法。針對在多雷達(dá)航跡數(shù)據(jù)合成的工程實(shí)踐中常用的加權(quán)平均合成法，首先，分析了權(quán)值分配

6、對合成航跡精度的影響；其次，證明了最優(yōu)權(quán)值分配原則；最后，提出一種權(quán)值動(dòng)態(tài)分配方法，該方法利用多雷達(dá)對相同目標(biāo)跟蹤的航跡信息，對各雷達(dá)輸出航跡數(shù)據(jù)的精度進(jìn)行動(dòng)態(tài)估計(jì)，并利用動(dòng)態(tài)估計(jì)的航跡數(shù)據(jù)精度，按最優(yōu)權(quán)值分配原則計(jì)算權(quán)值，實(shí)現(xiàn)對多雷達(dá)目標(biāo)航跡數(shù)據(jù)加權(quán)合成時(shí)權(quán)值的動(dòng)態(tài)分配，解決了在未能準(zhǔn)確獲知雷達(dá)航跡數(shù)據(jù)精度信息，即無法進(jìn)行權(quán)值最優(yōu)分配情況下的多雷達(dá)航跡數(shù)據(jù)加權(quán)平均合成問題，且合成航跡數(shù)據(jù)精度高于參與合成的任一雷達(dá)航跡數(shù)據(jù)精度。