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基于检测前跟踪技术的多目标跟踪算法研究

易伟  
【摘要】:复杂环境中的微弱目标(如隐身飞机、被地/海/城市杂波淹没的目标等)探测问题是现代雷达面临的严峻挑战。与传统的先检测后跟踪(DBT)技术相比,检测前跟踪(TBD)技术是一种新兴的先进信号处理技术,它通过多帧回波数据积累和联合处理,可以显著提高雷达的微弱目标检测跟踪性能,是国际雷达界研究的前沿热点。TBD作为一项正在发展中的新技术,还需要解决一些新的技术问题,例如,多目标跟踪维数灾难、临近目标相互干扰等,以及处理难度增加和运算量增大带来的新问题。 本论文针对上述问题,研究了基于TBD技术的多目标跟踪算法,以及TBD技术在警戒雷达中的工程应用。本论文的主要工作和贡献如下: 1.在贝叶斯估计理论框架下给出了多目标跟踪问题的数学模型。利用该模型可以将传统的DBT技术和TBD技术统一在同一框架下,为多目标跟踪算法研究奠定了理论基础。 2.提出了新的动态规划(DP)的多目标TBD算法,较好地解决了多目标跟踪中的维数灾难、临近目标相互干扰等问题,比最新的SP-STC-VTA算法虚警率更低、检测性能更高。 3.提出了基于独立分区交叉采样(IJOID)和双层采样结构的粒子滤波多目标跟踪算法,能够适应目标数未知和时变的情况。该算法的计算效率和检测性能优于现有主流粒子滤波算法,在对多个临近目标跟踪时性能更稳定。 4.提出了基于低门限处理的DP-TBD快速算法及其工程应用方案,可大幅度降低计算量,适应警戒雷达的实时性要求。 以上提出的TBD算法以及工程实现方案,已通过仿真实验以及雷达实测数据测试,证明了算法的有效性。


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