多目标跟踪中自适应时间资源调度

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1、航空学报ActaAeronauticaetAstronauticaSinicaMar．252011V01．32No．3522．530ISSN1000．6893ON11—1929／Vhttp：／／hkxb．buaa．edu．cnhkxb@buaa．edu．cn文章编号：1000—6893(20l1)03-0522-09多目标跟踪中自适应时间资源调度张贞凯h2，汪飞1，周建江1’*，刘伟强11．南京航空航天大学信息科学与技术学院，江苏南京2100162．江苏科技大学电子信息学院，江苏镇江212003摘要：为了提高

2、雷达的丁作效率，在改进交瓦多模型一概率数据关联(IMMPDA)跟踪算法的基础上，提出了基于灰色关联度和粒子群优化理论的自适应多目标跟踪的时间资源凋度(ATRS)算法。首先对每个跟踪目标设置不同的期望跟踪精度；然后以灰色关联度作为资源管理模犁中的度量函数和粒子群算法中的适应度甬数，来衡量各种情况下预测跟踪精度与期望跟踪精度的差异性，并利用粒子群算法优化设计采样间隔和驻留时间。最后选取跟踪紧迫性最强的目标作为下一时刻跟踪的对象。仿真表明，所提算法在具有较好跟踪精度的前提下，有效节省了相控阵雷达的时间资源。关键词：

3、雷达资源管理；采样问隔；驻留时间；自适应涮度；目标跟踪中图分类号：V557+．5；TN957．51文献标识码：A近年来，无源探测系统对飞机的探测能力已大大提高，无源探测系统最大探测距离已远大于机载雷达的作用距离，对飞机已构成严重威胁。在不影响雷达跟踪精度的情况下，如果机载雷达跟踪目标时能够减少机载雷达的工作时间，即增大采样间隔、减少驻留时间，就可以有效提高机载雷达的生存能力。目前国内外研究人员主要从提高雷达效率的角度进行开展时间资源调度设计的研究。Co-henEl]提出了利用滤波残差确定采样周期的自适应算法。

4、该算法通过残差与量测噪声方差间的比值，对下一时刻采样周期进行调整，当目标机动时，该算法可自适应地减小采样周期，但是当目标无机动性时，采样周期却会不断增大。林肯实验室的Gilson，在充分考虑了目标机动特性的前提下，给出了跟踪方式下雷达所消耗的最小功率与目标跟踪精度、跟踪采样周期以及信噪比之间的函数关系[2]。随后，vanKeuk和Blaekman[31在研究相控阵雷达的波束配置和定位技术的基础上，给出了信噪比、检测门限等雷达参数的最佳选择方法和雷达负载的表达公式。在此基础上，王峰等[4-5]对自适应采样策略进

5、行了改进，给出了自适应采样周期下的性能评估公式。Puranik等Is]则提出了一种基于随机采样的采样间隔选择算法，对每一个候选采样间隔计算代价函数，在满足跟踪性能的情况下选择最大的采样间隔。唐婷等【70提出了一种基于自适应网格交互多模型(In—teractingMultipleModels，IMM)的自适应采样周期算法，利用中心模型参数变化率控制采样周期。在不考虑目标机动性能和杂波环境的前提下，Zwaga等【83综合考虑了驻留时间和采样间隔对跟踪性能的影响，并利用遗传算法对时间资源进行了优化；在此基础上Boe

6、rs[9]通过分析固定和可变检测概率对目标跟踪的影响，对雷达的时间参数进行了控制。上述算法虽然深入研究了雷达时间资源的调收稿日期：2010-06-02；退修日期：2010—09-09；录用日期：2010—09-26；网络出版时问：2010-11·1109：09网络出版地址：wwWcnkinet／kcms／detail／11．1929V20101111．0909．009．htmID0l：CNKI：11-1929／V．20101111，0909．009m项目基金：总装预研基金(N0901-041)；江苏省研究牛培

7、养创新工程(CXl0B-110Z。CX09B一081z)*通讯作者．Tel．：025-84892838E-mail：zjjee@Nuaa．edu．∞引用格武

8、张交凯。汪飞。厨建江．等．多B标跟踪中自适盘时阚资源调褒fJ7．航空学报。2011．32(3)：522-530jZhangZhenkai．WangFei，ZhouJianjiang，etal．Adaptivetimefesourc8schedulingformultipletargettrackingE：JJ．ActaAeronauticaetAstro

9、nau-ticaSinica．2011．32(3)：522．530．张贞凯等：多目标跟踪中自适应时间资源调度523度算法，但这些算法都是在传感器资源充裕且对单目标跟踪的情况下研究的。卢建斌等[1”¨3则研究了单传感器跟踪多目标的资源管理算法，分别采用了协方差偏差均值最小准则(F1准则)和最大协方差偏差最小准则(F2准则)确定下一采样时刻的跟踪目标，并使用矩阵的2一范数(M1度量)的结合作为矩阵度量方