System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 相控阵雷达体制下并行化快速标签多伯努利滤波方法技术_技高网

相控阵雷达体制下并行化快速标签多伯努利滤波方法技术

技术编号:44652350 阅读:10 留言:0更新日期:2025-03-17 18:43
本发明专利技术涉及一种相控阵雷达体制下并行化快速标签多伯努利滤波方法,属于雷达目标跟踪领域。包括:获取雷达的量测集,采用mean shift算法对量测集进行划分;对划分后的量测集进行点迹凝聚;基于点迹凝聚后的量测集进行并行化联合预测与更新,包括:LMB状态转移、目标与量测分群、对分群结果进行并行化处理、合并各群后验密度;并行化联合预测与更新后,对LMB参数集进行修剪与截断;基于修剪与截断后的LMB参数集估计目标数目和状态。本发明专利技术通过对目标和量测进行分群,实现了FLMB滤波器的并行化处理,可在跟踪性能损失不大的情况下有效降低计算量,提升实时性,提高了目标检测速度和精度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于雷达目标跟踪领域,具体涉及一种相控阵雷达体制下并行化快速标签多伯努利滤波方法


技术介绍

1、由于避免了复杂的数据关联,基于随机有限集(random finite set,rfs)的多目标跟踪方法一经提出便引起了国内外学者的广泛关注。mahler和vo等学者相继提出了概率假设密度(probability hypothesis density,phd)滤波器(mahler r.multi-targetbayes filtering via first-order multi-target moments[j].ieee transactions onaerospace and electronic systems,2004,39(4):1152-1178.)、势概率假设密度(cardinalized phd,cphd)滤波器(mahler r.phd filters of higher order in targetnumber[j].ieee transactions on aerospace and electronic systems,2007,43(4):1523-1543.)和势均衡多目标多伯努利(cardinality balanced multi-target multi-bernoulli,cbmember)滤波器(vo b t,vo b n,cantoni a.the cardinality balancedmulti-target multi-bernoulli filter and its implementations[j].ieeetransactions on signal processing,2009,57(2):409-423.)等,为rfs理论的发展做出了突出贡献。然而,早期的这几种rfs滤波器均是对多目标贝叶斯滤波器的近似,跟踪性能较差,且无法输出目标航迹。为解决上述问题,vo等学者提出了广义标签多伯努利(generalized labeled multi-bernoulli,glmb)滤波器(vo b t,vo b n.labeled randomfinite sets and multi-object conjugate priors[j].ieee transactions on signalprocessing,2013,61(13):3460-3475.)。该滤波器是多目标贝叶斯滤波器的最优解,不仅具有良好的跟踪性能,而且可以输出目标航迹。但该滤波器由于重新考虑了复杂的数据关联,导致计算复杂度很高。如何有效降低glmb滤波器的计算复杂度是当前的研究热点。为此,reuter等学者提出了标签多伯努利(labeled multi-bernoulli,lmb)滤波器(reuters,vo b t,vo b n,et al.the labeled multi-bernoulli filter[j].ieee transactionson signal processing,2014,62(12):3246-3260.)。该滤波器是glmb滤波器的一种有效近似,在跟踪性能损失不大的情况下可有效降低计算量。随后,vo和reuter等学者相继提出了基于联合预测与更新和吉布斯采样的glmb滤波器和lmb滤波器,即快速glmb(fast glmb,fglmb)滤波器(vo b n,vo b t,hoang h g.an efficient implementation of thegeneralized labeled multi-bernoulli filter[j].ieee transactions on signalprocessing,2017,65(8):1975-1987.)和快速lmb(fast lmb,flmb)滤波器(reuter s,danzer a,stübler m,et al.a fast implementation of the labeled multi-bernoullifilter using gibbs sampling[c]//proceedings of the international conferenceon intelligent vehicles symposium,2017:765-772.)。这两种滤波器分别是glmb滤波器和lmb滤波器对应的快速方法,在跟踪性能损失不大的情况下,它们具有更低的计算复杂度。其中,flmb滤波器计算量最小,具有较好的工程应用前景。但在实际工程中,当目标数和量测数较多时,flmb滤波器的计算量仍然较大,难以满足实时性需求。

2、此外,在实际工程中,标准flmb滤波器还存在以下两个问题:(1)对于新生目标的检测,往往需提供各目标的初始状态作为先验信息进行采样,而在实际工程中,每个目标的初始状态很难获得;(2)在相控阵雷达体制下,为提升对目标的检测性能,相邻两个扇区之间的波束驻留往往设计为有重叠的,这可能导致一个目标获得两个量测的情况,直接使用标准flmb滤波器进行滤波处理可能会将一个目标估计为两个目标,导致目标数出现明显的过估计。


技术实现思路

1、本专利技术所要解决的技术问题是:

2、为了避免现有技术的不足之处,本专利技术提供一种相控阵雷达体制下并行化快速标签多伯努利滤波方法,用于提升目标跟踪速度和精度。

3、为了解决上述技术问题,本专利技术采用的技术方案为:

4、一种相控阵雷达体制下并行化快速标签多伯努利滤波方法,其特征在于,包括:

5、获取雷达的量测集,采用mean shift算法对量测集进行划分;对划分后的量测集进行点迹凝聚;

6、基于点迹凝聚后的量测集进行并行化联合预测与更新,包括:lmb状态转移、目标与量测分群、对分群结果进行并行化处理、合并各群后验密度;

7、并行化联合预测与更新后,对lmb参数集进行修剪与截断;

8、基于修剪与截断后的lmb参数集估计目标数目和状态。

9、本专利技术进一步的技术方案:所述对划分后的量测集进行点迹凝聚,包括:

10、将划分后的量测集中的每个量测划分单元中的量测按每个量测的幅度加权平均,获得点迹凝聚后的量测集其中,其中,|wi|表示wi中量测的数目,表示量测的幅度,表示量测的位置信息。

11、本专利技术进一步的技术方案:所述lmb状态转移,包括:

12、获取k-1时刻的多目标后验密度参数集,多目标后验密度参数集包括所有目标的存在概率和概率密度;

13、基于k-1时刻的多目标后验密度获取k时刻存活目标状态转移后的多目标密度参数集,存活目标状态转移后的多目标密度参数集包括所有存活目标的存在概率和概率密度;

14、采用量测驱动新生方法检测新生目标,即通过在前一时刻点迹凝聚后的量测集中的每个量测位置处进行采样来获得新生目标参数集,新生目标参数集包括所有新生目标的存在概率和概率密度;

15、将所有存本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种相控阵雷达体制下并行化快速标签多伯努利滤波方法,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述一种相控阵雷达体制下并行化快速标签多伯努利滤波方法,其特征在于,所述对划分后的量测集进行点迹凝聚,包括:

3.根据权利要求1所述一种相控阵雷达体制下并行化快速标签多伯努利滤波方法,其特征在于,所述LMB状态转移,包括:

4.根据权利要求1所述一种相控阵雷达体制下并行化快速标签多伯努利滤波方法,其特征在于,所述目标与量测分群,包括:

5.根据权利要求4所述一种相控阵雷达体制下并行化快速标签多伯努利滤波方法,其特征在于,所述标签集的获取方法,包括:

6.根据权利要求4所述一种相控阵雷达体制下并行化快速标签多伯努利滤波方法,其特征在于,所述对量测群进行合并,包括:

7.根据权利要求1所述一种相控阵雷达体制下并行化快速标签多伯努利滤波方法,其特征在于,所述对分群结果进行并行化处理,包括:

8.根据权利要求1所述一种相控阵雷达体制下并行化快速标签多伯努利滤波方法,其特征在于,所述合并各群后验密度,包括:

9.根据权利要求1所述一种相控阵雷达体制下并行化快速标签多伯努利滤波方法,其特征在于,所述对LMB参数集进行修剪与截断,包括:

10.根据权利要求1所述一种相控阵雷达体制下并行化快速标签多伯努利滤波方法,其特征在于,所述基于修剪与截断后的LMB参数集估计目标数目和状态,包括:

...

【技术特征摘要】

1.一种相控阵雷达体制下并行化快速标签多伯努利滤波方法,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述一种相控阵雷达体制下并行化快速标签多伯努利滤波方法,其特征在于,所述对划分后的量测集进行点迹凝聚,包括:

3.根据权利要求1所述一种相控阵雷达体制下并行化快速标签多伯努利滤波方法,其特征在于,所述lmb状态转移,包括:

4.根据权利要求1所述一种相控阵雷达体制下并行化快速标签多伯努利滤波方法,其特征在于,所述目标与量测分群,包括:

5.根据权利要求4所述一种相控阵雷达体制下并行化快速标签多伯努利滤波方法,其特征在于,所述标签集的获取方法,包括:

6.根据权利要求4所述一种相控阵雷达...

【专利技术属性】
技术研发人员:程轩蔡兴雨姜陈欣党晓方周游任伦王谦左林虎
申请(专利权)人:西安电子工程研究所
类型:发明
国别省市:

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