基于全局最近邻(GNN)的目标跟踪和数据关联制造技术

改进的GNN/DA子系统处理来自至少两个传感器的仅角度测量值(但可以使用每个传感器类似的轨迹融合框架作为本地轨迹中心，然后通过多本地轨迹融合架构将它们融合，从而复制到n个传感器)以重建由多个移动目标组成的完整战斗空间图。在某些情况下，传感器是EO/IR相机，移动目标是无人机。改进的GNN/DA用作火力控制解决方案(FCS)的一部分，可以在地面载具上或在抛射物上实施。在抛射物上实施。在抛射物上实施。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】基于全局最近邻(GNN)的目标跟踪和数据关联


[0001]本专利技术涉及多目标跟踪(MTT)，更具体地涉及将基于全局最近邻(GNN)的目标跟踪和数据关联技术用于许多地对空任务中。

技术介绍

[0002]解决短程(例如小于约300m高度)地对空任务的数据关联(DA)问题提出了某些挑战。当仅使用无源传感器(例如EO/IR传感器)时尤其如此，因为在使用(无源)仅角度测量解决用于跟踪多个移动目标的DA时，它会增加GNN的复杂性。通常，传统系统的未命中距离约为30m。
[0003]因此，本专利技术的目的是克服与传统目标跟踪和数据关联技术相关联的上述缺点和缺陷。

技术实现思路

[0004]已经认识到，在存在目标动态不确定性的情况下，使用仅角度目标传感器(即，无源EO/IR相机)的多目标检测和跟踪仍然是一个活跃的研究领域。在本专利技术的一个实施例中，基于仅角度传感器的GNN/DA解决方案作为实时MTT子系统以轨迹文件或轨迹列表的形式提供高度准确的TSE，捕获多个目标的状态向量以馈送制导子系统和一种武器到目标分配(WTA)算法，用于解决多任务中时间紧迫的目标交战问题。
[0005]本专利技术的一个方面是一种改进的多目标检测和跟踪(MTT)系统，包括：两个或更多个传感器，每个传感器位于地面载具上，使得两个或更多个传感器被配置为捕获仅角度测量值，用于使用改进的全局最近邻/数据关联(GNN/DA)算法的地对空任务，改进的GNN/DA包括：数据关联(DA)方案，其使用驻留在每个地面载具的轨迹文件管理(TFM)模块中的单独目标状态估计器(TSE)的扩展卡尔曼滤波器(EKF)，将来自单独传感器检测到的单独目标的单独组仅角度测量值配对；接口，其位于TFM的输出与火力控制系统(FCS)制导子系统与武器到目标分配(WTA)模块之间，用于多个武器与多个单独目标的交战；每个传感器具有安装在其上的车载多目标检测和跟踪(MTT)、数据关联(DA)和轨迹文件管理(TFM)系统，其中多目标检测和跟踪(MTT)、数据关联(DA)、和轨迹文件管理(TFM)系统被配置为指导以下操作从而将一个或更多正确的轨迹文件传送到制导子系统以完成交战：实时处理来自两个或更多地面载具中每一个上的两个或更多传感器的图像；使用来自每个位于两个或更多地面载具之一上的两个或更多传感器的图像，来检测对于一个或更多单独目标的一个或更多目标位置测量值，以产生潜在目标轨迹；处理一个或更多目标位置测量值以确定来自每个位于两个或更多载具之一上的两个或更多传感器的一个或更多目标位置测量值是否通过火力控制系统与预测的目标轨迹相关，若否，则不相关目标轨迹被放置在一个单独的文件中，以用于可能的新目标轨迹启动/创建；通过门限系统关联潜在目标轨迹，其中将落入门限阈值内的潜在目标轨迹选为活动目标轨迹；更新和维护活动目标轨迹作为轨迹文件管理(TFM)系统的一部分，作为多个单独目标的目标状态估计；将来自轨迹文件管理(TFM)系统的输出馈
送到武器目标分配(WTA)系统，从而通过将正确的活动目标轨迹与正确的一个或更多目标配对，将多个武器中的每一个制导到与一个或更多目标之一的碰撞路线上。
[0006]改进的多目标检测和跟踪(MTT)系统的一个实施例是其中两个或更多个传感器是EO/IR相机。在某些情况下，地面载具是坦克。
[0007]改进的多目标检测和跟踪(MTT)系统的另一个实施例是，如果在轨迹文件管理(TFM)系统中创建的活动目标轨迹没有收到超过三个连续样本的连续测量更新，则删除这些轨迹。在某些情况下，活动轨迹文件管理(TFM)系统包含所有活动目标轨迹。
[0008]本专利技术的另一方面是一种多武器/多目标系统中的数据关联方法，包括：实时处理来自安装在地面载具上的至少一个传感器的图像，其中有两个或更多载具，每个传感器都是火力控制子系统(FCS)的一部分，至少一个传感器上安装了车载多目标检测和跟踪(MTT)、数据关联(DA)和轨迹文件管理(TFM)系统，其中，多目标检测和跟踪(MTT)、数据关联(DA)和轨迹文件管理(TFM)系统被配置为指导以下操作将一个或更多正确的轨迹文件传送到制导子系统以完成交战：使用来自至少一个传感器的图像来检测对于一个或更多单独目标的一个或更多目标位置测量值，以产生潜在目标轨迹；处理一个或更多目标位置测量值以确定来自至少一个传感器的一个或更多目标位置测量值是否通过火力控制系统与预测的目标轨迹相关，若否，则不相关目标轨迹被放置在一个单独的文件中，以用于可能的新目标轨迹启动/创建；通过门限系统关联潜在目标轨迹，其中将落入门限阈值内的潜在目标轨迹选为活动目标轨迹；更新和维护活动目标轨迹作为轨迹文件管理(TFM)系统的一部分，作为单独目标的目标状态估计；将来自轨迹文件管理(TFM)系统的输出馈送到武器目标分配(WTA)系统，从而通过将正确的活动目标轨迹与正确的单独目标配对，将多个武器制导到与各自多个单独目标的碰撞路线上。
[0009]多抛射物/多目标系统中的数据关联方法的一个实施例是其中至少一个传感器是EO/IR相机。在某些实施例中，地面载具是坦克。
[0010]多抛射物/多目标系统中的数据关联方法的另一个实施例是，其中如果新的目标位置测量值在连续样本中不持续，则不相关的目标轨迹被声明为杂波(clutters)并且不启动或创建新的轨迹。
[0011]多抛射物/多目标系统中的数据关联方法的又一个实施例是，其中如果在轨迹文件管理(TFM)系统中创建的活动目标轨迹没有接收到超过三个连续样本的连续测量更新，则删除轨迹。
[0012]本专利技术的这些方面并不意味着是排它性的，当结合以下描述、所附权利要求书和附图阅读时，本专利技术的其它特征、方面和优点对于本领域普通技术人员来说将是显而易见的。
附图说明
[0013]本专利技术的前述和其它目的、特征和优点将从本专利技术的特定实施例的以下描述中显而易见，如附图所示，其中相同的附图标记在不同的视图中指代相同的部分。附图不一定按比例绘制，而是重点在于说明本专利技术的原理。
[0014]图1是根据本专利技术的原理的系统的一个实施例的图。
[0015]图2是根据本专利技术的原理的系统的一个实施例的图。
[0016]图3是根据本专利技术的原理的多目标跟踪(MTT)系统的一个实施例的图。
[0017]图4A、图4B、和图4C是本专利技术的系统的一个实施例的框图。
[0018]图5A、图5B、和图5C分别是本专利技术的系统的一个实施例在x、y和z方向上的位置误差估计的图。
[0019]图6示出了根据本专利技术的原理的用于多个传感器融合和跟踪的改进的全局最近邻(GNN)的一个实施例的验证。
[0020]图7A、图7B、和图7C分别是本专利技术的系统的一个实施例在x、y和z方向上的速度误差估计的图。
具体实施方式
[0021]在本专利技术的某些实施例中，安装在地面载具(例如坦克)上的传感器(例如EO/IR相机)在其视场(FOV)中捕获多个移动目标(例如无人机UAV)的测量值。在某些情况下，这些测量值在传感器输出本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种改进的多目标检测和跟踪(MTT)系统，包括：两个或更多个传感器，每个传感器位于地面载具上，使得该两个或更多个传感器被配置为捕获仅角度测量值，用于使用改进的全局最近邻/数据关联(GNN/DA)算法的地对空任务，该改进的GNN/DA包括：数据关联(DA)方案，其使用驻留在每个地面载具的轨迹文件管理(TFM)模块中的单独目标状态估计器(TSE)的扩展卡尔曼滤波器(EKF)，将来自单独传感器检测到的单独目标的单独组仅角度测量值配对；接口，其位于该TFM的输出与火力控制系统(FCS)制导子系统与武器到目标分配(WTA)模块之间，用于多个武器与多个单独目标的交战；每个传感器具有安装在其上的车载多目标检测和跟踪(MTT)、数据关联(DA)和轨迹文件管理(TFM)系统，其中该多目标检测和跟踪(MTT)、数据关联(DA)、和轨迹文件管理(TFM)系统被配置为指导以下操作从而将一个或更多正确的轨迹文件传送到该制导子系统以完成交战：实时处理来自该两个或更多地面载具中每一个上的该两个或更多传感器的图像；使用来自每个位于该两个或更多地面载具之一上的该两个或更多传感器的该图像，来检测对于一个或更多单独目标的一个或更多目标位置测量值，以产生潜在目标轨迹；处理该一个或更多目标位置测量值以确定来自每个位于该两个或更多载具之一上的该两个或更多传感器的该一个或更多目标位置测量值是否通过该火力控制系统与预测的目标轨迹相关，若否，则不相关目标轨迹被放置在一个单独的文件中，以用于可能的新目标轨迹启动/创建；通过门限系统关联该潜在目标轨迹，其中将落入门限阈值内的潜在目标轨迹选为活动目标轨迹；更新和维护活动目标轨迹作为该轨迹文件管理(TFM)系统的一部分，作为该多个单独目标的目标状态估计；将来自该轨迹文件管理(TFM)系统的输出馈送到该武器目标分配(WTA)系统，从而通过将正确的活动目标轨迹与正确的一个或更多目标配对，将该多个武器中的每一个制导到与该一个或更多目标之一的碰撞路线上。2.根据权利要求1所述的改进的多目标检测和跟踪(MTT)系统，其中，该两个或更多个传感器是EO/IR相机。3.根据权利要求1所述的改进的多目标检测和跟踪(MTT)系统，其中，该地面载具是坦克。4.根据权利要求1所述的改进的多目标检测和跟踪(MTT)系统，其中，如果在该轨迹文件管理(TFM)系统中创建...

【专利技术属性】
技术研发人员：Q，
申请(专利权)人：BAE系统信息和电子系统集成有限公司，
类型：发明
国别省市：