异步多传感器多目标PHD航迹合成算法

《异步多传感器多目标PHD航迹合成算法》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、航空学报Dec252013VoI，34No122785—2793ActaAeronauticaetAstronauticaSinicaISSN1000-6893CN11-1929／VhttD：∥hkxb．buaaeducnhkxb@buaaeducn异步多传感器多目标PHD航迹合成算法吴鑫辉h2，黄高明卜*，高俊11．海军工程大学电子工程学院，湖北武汉4300332．海军装备研究院指挥自动化所，北京100036摘要：针对传统异步多传感器航迹合成算法存在计算量大及航迹丢失等问题，提出了一种基于概率假设密度(PHD)的多目标航迹合成算法。将监测区域划分为单传感

2、器区域、多传感器交叉区域以及探测盲区3类。在随机集理论框架下，推导了3类区域的多传感器多目标PHD递推式，并给出了区域之间航迹初始和航迹维持方法。最后推导了线性高斯条件下各区域PHD航迹合成递推式的闭集解。仿真实例表明，相比乘积多传感器PHD算法，该算法能有效地减小计算量，并且能跟踪探测盲区中的目标，具有良好的工程应用前景。关键词：随机有限集；多目标航迹合成；多传感器多目标跟踪；概率假设密度；乘积多传感器PHD中图分类号：V243．2；TP391文献标识码：A文章编号：loOO6893(2013)122785一09航迹合成(CompositeTrackin

3、g，CT)技术是以网络中心战为背景，利用多个传感器组成的探测网络对多目标进行观测和跟踪，能有效地避免传感器视野距离限制、敌方干扰及大气噪声引起的航迹不连续问题，在作战系统中具有重要的应用价值u。。现有的多传感器航迹合成文献中∽剖，大多只针对单个匀速或机动目标的自适应航迹合成问题，然而，在未来战争中，随着威胁目标数量的日益增长以及敌方目标多批次突防能力的增强，仅针对单个目标的航迹合成方法已不能满足作战系统实时性需求，多目标航迹合成算法成为当前研究的热点和难点。在多传感器多目标航迹合成中，由于各传感器具有不同的视场距离、数据存在延迟、监测区域具有探测盲区等不利

4、因素，对航迹合成提出了巨大的挑战。现有的航迹合成算法大多基于联合概率数据关联(JointProbabilityDataAssociation，JPDA)算法或多假设跟踪(Mul—tipleHypothesisTracking，MHT)算法，这些算法都需要在跟踪过程中对目标量测值进行数据关联，计算量庞大，并且存在NP-Hard问题L4‘j。近年来，Mahler_60提出基于随机集理论(RandomFiniteSets，RFS)的单传感器概率假设密度(ProbabilityHypothesisDensity，PHD)多目标滤波算法。该算法将复杂的多目标状态空间

5、的运算转换为单目标状态空问内的运算，有效地避免了多目标跟踪中复杂的数据关联问题。然而，当监测区域存在多个传感器时，传统PHD滤波算法存在以下问题：1)如果直接将单传感器PHD算法推广到多传感器中¨j，其计算量将随传感器个数和测量集个数迅速增长，实际中难以应用；2)PHD算法未实现多传感器之间目标航迹合成。当各个传感器探测区域不重合时，不进行传感器目标航迹归属处理，将导致出现目标航迹多重或丢失问题[2]。为构建实际可应用的多传感收稿日期：2012—12—25；退修日期：2013-01-31；录用日期：2013一07—11；网络出版时间：2013—09—101

6、4：29网络出版地址：wwwcnkinet／kcms／detail／111929V201309101429．001html基金项目：国家自然科学基金(60901069)*通讯作者Tel：027—83444077E—mail：hga。m@163com弓

7、角榕武：wuXH，HuangGM，GaoJPHDforc。mo。s谴etrack，nga

8、gor

9、thmbasedonasynchfonousmu

10、t

11、一SenSormu⋯．targetmeasure．mentsActaAeronaut

12、caetAsnonaul÷cas确ca，2013，34(12)：2785

13、—2793．吴鑫辉，黄高明，高俊异步多传感器多目标PHO航迹合成算法航空学报．2813，34(12)：2785．2793航空学报Dec252013Vol34No12PHD滤波器，Clark等口3提出了一种迭代一校正法，该方法将各个传感器的测量值进行序贯PHD滤波，其性能与传感器量测值更新顺序相关，跟踪稳健性不强。Mah】erL81提出了～种乘积形式的多传感器PHD近似算法，该算法在假设似然函数连乘情形下能获得较好效果，然而仍存在计算复杂度较高的缺点。以上两种算法均具有较强的假设，即要求各个传感器探测区域覆盖整个监测区域，未考虑目标在不同监测区域间运动的问题

14、和存在探测盲区时的多目标跟踪问题。依据实际多传感器的视场分配情况，