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多传感器编队目标跟踪技术（第2版）

作者: 王聪

出版社: 电子工业出版社

出版时间: 2023-04

版次: 1

ISBN: 9787121451362

定价: 99.00

装帧: 其他

页数: 288页

分类: 工程技术

本书是关于多传感器编队目标跟踪技术的专著，是著者对国内外近30年来该领域的研究进展和自身研究成果的总结。全书共8章，主要内容包括绪论、编队目标航迹起始算法、复杂环境下的集中式多传感器编队目标跟踪算法、部分可辨条件下的稳态编队跟踪算法、部分可辨条件下的机动编队跟踪算法、集中式多传感器机动编队目标跟踪算法、系统误差下的编队目标航迹关联算法、结论及展望。本书可供信息工程、C3I系统、雷达工程、电子对抗、红外、声呐、军事指挥等专业的科技人员阅读和参考，还可作为上述专业的高年级本科生或研究生教材，同时可供激光、机器人、遥感、遥测等领域的工程技术人员参考。国防科技大学电子科学学院博士后，现为海军航空大学航空作战勤务学院讲师。主要研究领域为电子侦察信号处理技术、无源定位技术、雷达目标跟踪技术。作为课题组长或主要完成人参与完成多项国家自然基金、装发预研基金等项目，在国际国内发表学术论文二十余篇。获中国指挥与控制学会科技进步二等奖一项。目    录

第1章  绪论1

1.1  研究背景1

1.2  国内外研究现状3

1.2.1  航迹起始3

1.2.2  航迹维持4

1.2.3  机动跟踪4

1.2.4  多源航迹融合4

1.3  多传感器编队目标跟踪技术中有待解决的一些关键问题6

1.3.1  复杂环境下的编队目标航迹起始技术6

1.3.2  复杂环境下的集中式多传感器编队目标跟踪技术8

1.3.3  集中式多传感器机动编队目标跟踪技术8

1.3.4  系统误差下的编队目标航迹关联技术9

1.4  本书的主要内容及安排11

第2章  编队目标航迹起始算法13

2.1  引言13

2.2  基于相对位置矢量的编队目标灰色航迹起始算法13

2.2.1  基于循环阈值模型的编队预分割15

2.2.2  基于编队中心点的预互联16

2.2.3  基于相对位置矢量的灰色关联模型17

2.2.4  编队内目标航迹的确认23

2.2.5  编队目标状态矩阵的建立24

2.2.6  仿真比较与分析24

2.2.7  讨论39

2.3  基于相位相关的部分可辨编队航迹起始算法39

2.3.1  问题描述40

2.3.2  基于编队中心点的预互联41

2.3.3  编队成员数据空间描述42

2.3.4  编队结构对准?旋转角估计44

2.3.5  编队结构对准?平移量估计45

2.3.6  改进的最近邻精细关联46

2.3.7  精细关联算法流程49

2.3.8  仿真比较与分析50

2.4  集中式多传感器编队目标灰色航迹起始算法61

2.4.1  多传感器编队目标航迹起始框架61

2.4.2  多传感器预互联编队内杂波的剔除62

2.4.3  多传感器编队内量测合并模型63

2.4.4  航迹得分模型的建立64

2.5  基于运动状态的集中式多传感器编队目标航迹起始算法66

2.5.1  同状态航迹子编队获取模型67

2.5.2  多传感器同状态编队互联模型70

2.5.3  编队内航迹精确关联合并模型71

2.6  仿真比较与分析72

2.6.1  仿真环境72

2.6.2  仿真结果与分析73

2.7  本章小结80

第3章  复杂环境下的集中式多传感器编队目标跟踪算法82

3.1  引言82

3.2  系统描述82

3.3  云雨杂波剔除模型和带状干扰剔除模型83

3.3.1  云雨杂波剔除模型84

3.3.2  带状干扰剔除模型86

3.3.3  验证分析86

3.4  基于模板匹配的集中式多传感器编队目标跟踪算法89

3.4.1  基于编队整体的预互联89

3.4.2  模板匹配模型的建立90

3.4.3  编队内航迹的状态更新94

3.4.4  讨论94

3.5  基于形状方位描述符的集中式多传感器编队目标粒子滤波算法95

3.5.1  编队目标形状矢量的建立95

3.5.2  相似度模型的建立97

3.5.3  冗余图像的剔除99

3.5.4  基于粒子滤波的状态更新100

3.6  仿真比较与分析100

3.6.1  仿真环境100

3.6.2  仿真结果与分析101

3.7  本章小结104

第4章  部分可辨条件下的稳态编队跟踪算法106

4.1  引言106

4.2  基于序贯航迹拟合的稳态编队精细跟踪算法107

4.2.1  问题描述107

4.2.2  最小二乘法简述及外推方法108

4.2.3  状态更新与协方差更新112

4.2.4  加权系数的确定115

4.2.5  算法流程框架116

4.2.6  时间复杂度分析117

4.3  基于ICP的稳态部分可辨编队精细跟踪算法118

4.3.1  ICP的基本思想118

4.3.2  点航映射关联119

4.3.3  旋转与平移参数估计121

4.3.4  关联算法流程124

4.3.5  漏关联量测填补125

4.3.6  基于多模型的滤波更新126

4.4  仿真比较与分析127

4.4.1  仿真环境128

4.4.2  仿真结果与分析129

4.5 本章小结135

第5章  部分可辨条件下的机动编队跟踪算法136

5.1  引言136

5.2  基于复数域拓扑描述的编队分裂机动跟踪算法137

5.2.1  编队分裂机动模式分析137

5.2.2  编队分裂机动建模与主要步骤139

5.2.3  单目标离群的判决滑窗内航迹重建141

5.2.4  编队整体分裂判决的滑窗内航迹重建146

5.2.5  仿真比较与分析149

5.3  基于拓扑模糊对准的编队合并机动跟踪算法158

5.3.1  编队合并机动模式分析158

5.3.2  编队合并机动建模与主要步骤161

5.3.3  模糊因素集的建立164

5.3.4  权重的分配167

5.3.5  对准关联准则167

5.3.6  多义性处理169

5.3.7  仿真比较与分析170

5.4  本章小结178

第6章  集中式多传感器机动编队目标跟踪算法180

6.1  引言180

6.2  典型机动编队目标跟踪模型的建立180

6.2.1  编队整体机动跟踪模型的建立180

6.2.2  编队分裂跟踪模型的建立184

6.2.3  编队合并跟踪模型的建立186

6.2.4  编队分散跟踪模型的建立188

6.3  变结构JPDA机动编队目标跟踪算法191

6.3.1  事件的定义191

6.3.2  编队确认矩阵的建立192

6.3.3  编队互联矩阵的建立193

6.3.4  编队确认矩阵的拆分195

6.3.5  概率的计算196

6.3.6  编队内航迹的状态更新200

6.4  扩展广义S-D分配机动编队目标跟踪算法200

6.4.1  基本模型的建立201

6.4.2  编队量测的划分202

6.4.3  S-D分配问题的构造205

6.4.4  广义S-D分配问题的构造206

6.4.5  编队内航迹的状态更新206

6.5  仿真比较与分析207

6.5.1  仿真环境207

6.5.2  仿真结果209

6.5.3  仿真分析211

6.6  本章小结213

第7章  系统误差下的编队目标航迹关联算法214

7.1  引言214

7.2  系统误差下基于双重模糊拓扑的编队目标航迹关联算法215

7.2.1  基于循环阈值模型的编队航迹识别215

7.2.2  第一重模糊拓扑关联模型216

7.2.3  第二重模糊拓扑关联模型221

7.3  系统误差下基于误差补偿的编队目标航迹关联算法223

7.3.1  编队航迹状态识别模型223

7.3.2  编队航迹系统误差估计模型225

7.3.3  误差补偿和编队内航迹的精确关联228

7.3.4  讨论228

7.4  基于多源信息互补的编队航迹关联算法229

7.4.1  部分可辨条件下的编队航迹关联问题分析229

7.4.2  时间对准231

7.4.3  航迹数据空间的描述232

7.4.4  基于Fourier变换的旋转角及平移量估计233

7.4.5  编队航迹关联235

7.4.6  基于编队整体运动模型的断续航迹关联241

7.5  仿真比较与分析243

7.5.1  仿真环境243

7.5.2  仿真结果与分析244

7.6  本章小结247

第8章  结论及展望249

8.1  研究结论249

8.2  研究展望256

附录A  式（2-17）中阈值参数的推导259

附录B  式（7-19）的推导262

参考文献266
内容简介:
本书是关于多传感器编队目标跟踪技术的专著，是著者对国内外近30年来该领域的研究进展和自身研究成果的总结。全书共8章，主要内容包括绪论、编队目标航迹起始算法、复杂环境下的集中式多传感器编队目标跟踪算法、部分可辨条件下的稳态编队跟踪算法、部分可辨条件下的机动编队跟踪算法、集中式多传感器机动编队目标跟踪算法、系统误差下的编队目标航迹关联算法、结论及展望。本书可供信息工程、C3I系统、雷达工程、电子对抗、红外、声呐、军事指挥等专业的科技人员阅读和参考，还可作为上述专业的高年级本科生或研究生教材，同时可供激光、机器人、遥感、遥测等领域的工程技术人员参考。
作者简介:
国防科技大学电子科学学院博士后，现为海军航空大学航空作战勤务学院讲师。主要研究领域为电子侦察信号处理技术、无源定位技术、雷达目标跟踪技术。作为课题组长或主要完成人参与完成多项国家自然基金、装发预研基金等项目，在国际国内发表学术论文二十余篇。获中国指挥与控制学会科技进步二等奖一项。
目录:
目    录

第1章  绪论1

1.1  研究背景1

1.2  国内外研究现状3

1.2.1  航迹起始3

1.2.2  航迹维持4

1.2.3  机动跟踪4

1.2.4  多源航迹融合4

1.3  多传感器编队目标跟踪技术中有待解决的一些关键问题6

1.3.1  复杂环境下的编队目标航迹起始技术6

1.3.2  复杂环境下的集中式多传感器编队目标跟踪技术8

1.3.3  集中式多传感器机动编队目标跟踪技术8

1.3.4  系统误差下的编队目标航迹关联技术9

1.4  本书的主要内容及安排11

第2章  编队目标航迹起始算法13

2.1  引言13

2.2  基于相对位置矢量的编队目标灰色航迹起始算法13

2.2.1  基于循环阈值模型的编队预分割15

2.2.2  基于编队中心点的预互联16

2.2.3  基于相对位置矢量的灰色关联模型17

2.2.4  编队内目标航迹的确认23

2.2.5  编队目标状态矩阵的建立24

2.2.6  仿真比较与分析24

2.2.7  讨论39

2.3  基于相位相关的部分可辨编队航迹起始算法39

2.3.1  问题描述40

2.3.2  基于编队中心点的预互联41

2.3.3  编队成员数据空间描述42

2.3.4  编队结构对准?旋转角估计44

2.3.5  编队结构对准?平移量估计45

2.3.6  改进的最近邻精细关联46

2.3.7  精细关联算法流程49

2.3.8  仿真比较与分析50

2.4  集中式多传感器编队目标灰色航迹起始算法61

2.4.1  多传感器编队目标航迹起始框架61

2.4.2  多传感器预互联编队内杂波的剔除62

2.4.3  多传感器编队内量测合并模型63

2.4.4  航迹得分模型的建立64

2.5  基于运动状态的集中式多传感器编队目标航迹起始算法66

2.5.1  同状态航迹子编队获取模型67

2.5.2  多传感器同状态编队互联模型70

2.5.3  编队内航迹精确关联合并模型71

2.6  仿真比较与分析72

2.6.1  仿真环境72

2.6.2  仿真结果与分析73

2.7  本章小结80

第3章  复杂环境下的集中式多传感器编队目标跟踪算法82

3.1  引言82

3.2  系统描述82

3.3  云雨杂波剔除模型和带状干扰剔除模型83

3.3.1  云雨杂波剔除模型84

3.3.2  带状干扰剔除模型86

3.3.3  验证分析86

3.4  基于模板匹配的集中式多传感器编队目标跟踪算法89

3.4.1  基于编队整体的预互联89

3.4.2  模板匹配模型的建立90

3.4.3  编队内航迹的状态更新94

3.4.4  讨论94

3.5  基于形状方位描述符的集中式多传感器编队目标粒子滤波算法95

3.5.1  编队目标形状矢量的建立95

3.5.2  相似度模型的建立97

3.5.3  冗余图像的剔除99

3.5.4  基于粒子滤波的状态更新100

3.6  仿真比较与分析100

3.6.1  仿真环境100

3.6.2  仿真结果与分析101

3.7  本章小结104

第4章  部分可辨条件下的稳态编队跟踪算法106

4.1  引言106

4.2  基于序贯航迹拟合的稳态编队精细跟踪算法107

4.2.1  问题描述107

4.2.2  最小二乘法简述及外推方法108

4.2.3  状态更新与协方差更新112

4.2.4  加权系数的确定115

4.2.5  算法流程框架116

4.2.6  时间复杂度分析117

4.3  基于ICP的稳态部分可辨编队精细跟踪算法118

4.3.1  ICP的基本思想118

4.3.2  点航映射关联119

4.3.3  旋转与平移参数估计121

4.3.4  关联算法流程124

4.3.5  漏关联量测填补125

4.3.6  基于多模型的滤波更新126

4.4  仿真比较与分析127

4.4.1  仿真环境128

4.4.2  仿真结果与分析129

4.5 本章小结135

第5章  部分可辨条件下的机动编队跟踪算法136

5.1  引言136

5.2  基于复数域拓扑描述的编队分裂机动跟踪算法137

5.2.1  编队分裂机动模式分析137

5.2.2  编队分裂机动建模与主要步骤139

5.2.3  单目标离群的判决滑窗内航迹重建141

5.2.4  编队整体分裂判决的滑窗内航迹重建146

5.2.5  仿真比较与分析149

5.3  基于拓扑模糊对准的编队合并机动跟踪算法158

5.3.1  编队合并机动模式分析158

5.3.2  编队合并机动建模与主要步骤161

5.3.3  模糊因素集的建立164

5.3.4  权重的分配167

5.3.5  对准关联准则167

5.3.6  多义性处理169

5.3.7  仿真比较与分析170

5.4  本章小结178

第6章  集中式多传感器机动编队目标跟踪算法180

6.1  引言180

6.2  典型机动编队目标跟踪模型的建立180

6.2.1  编队整体机动跟踪模型的建立180

6.2.2  编队分裂跟踪模型的建立184

6.2.3  编队合并跟踪模型的建立186

6.2.4  编队分散跟踪模型的建立188

6.3  变结构JPDA机动编队目标跟踪算法191

6.3.1  事件的定义191

6.3.2  编队确认矩阵的建立192

6.3.3  编队互联矩阵的建立193

6.3.4  编队确认矩阵的拆分195

6.3.5  概率的计算196

6.3.6  编队内航迹的状态更新200

6.4  扩展广义S-D分配机动编队目标跟踪算法200

6.4.1  基本模型的建立201

6.4.2  编队量测的划分202

6.4.3  S-D分配问题的构造205

6.4.4  广义S-D分配问题的构造206

6.4.5  编队内航迹的状态更新206

6.5  仿真比较与分析207

6.5.1  仿真环境207

6.5.2  仿真结果209

6.5.3  仿真分析211

6.6  本章小结213

第7章  系统误差下的编队目标航迹关联算法214

7.1  引言214

7.2  系统误差下基于双重模糊拓扑的编队目标航迹关联算法215

7.2.1  基于循环阈值模型的编队航迹识别215

7.2.2  第一重模糊拓扑关联模型216

7.2.3  第二重模糊拓扑关联模型221

7.3  系统误差下基于误差补偿的编队目标航迹关联算法223

7.3.1  编队航迹状态识别模型223

7.3.2  编队航迹系统误差估计模型225

7.3.3  误差补偿和编队内航迹的精确关联228

7.3.4  讨论228

7.4  基于多源信息互补的编队航迹关联算法229

7.4.1  部分可辨条件下的编队航迹关联问题分析229

7.4.2  时间对准231

7.4.3  航迹数据空间的描述232

7.4.4  基于Fourier变换的旋转角及平移量估计233

7.4.5  编队航迹关联235

7.4.6  基于编队整体运动模型的断续航迹关联241

7.5  仿真比较与分析243

7.5.1  仿真环境243

7.5.2  仿真结果与分析244

7.6  本章小结247

第8章  结论及展望249

8.1  研究结论249

8.2  研究展望256

附录A  式（2-17）中阈值参数的推导259

附录B  式（7-19）的推导262

参考文献266

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