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分布式探测器红外目标数据关联技术研究

陈剑平  
【摘要】:未来的高技术战场,必将是各种精确制导武器相互角逐的战场。未来战争中的电磁环境将异常复杂,无论是陆战、海战、空战还是它们之间相结合的协同立体战争,利用探测器及时、准确、隐蔽的获取目标信息在武器制导系统中发挥着重要的作用。一个探测器视场有限,且数据有时不大可靠,分布式探测系统由多个探测器协同工作,同时对多个目标进行检测、跟踪、关联,然后对各自视场中威胁较大的目标进行攻击,提高了精确制导武器的拦截概率。因此,多传感器检测、跟踪算法正成为当前国内外目标检测、识别和跟踪领域的研究热点。 针对单探测器条件下的小目标检测问题,本文首先研究了一种基于量测—航迹关联的小目标检测算法,依据目标运动的连续性,并采用最小线性二乘估计目标位置状态,提高了轨迹关联的稳定性,从而提高了目标检测概率。 在分布式多探测器统一视场建立方面,由于缺乏目标的距离信息,无法在三维坐标系上进行转换。本文基于目标成像模型与坐标系旋转变换模型,完成不同平台探测器视场统一的建模。为了保证信息处理的实时性,设计了基于CORDIC算法的坐标转换的硬件加速电路,通过仿真验证了设计的正确。 针对点状及斑点状目标可利用的灰度及形状信息不足,难以实现目标对应的问题,本文提出了一种基于灰色理论的航迹关联算法,有效利用了目标的各个状态信息来实现目标间的对应。仿真实验表明在目标较为密集且存在交叉运动情况下,算法具有较高的正确关联率和良好的鲁棒性。


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