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根据多传感器勘探精度的正确交融航迹判别

摘要 融合航迹与真值航迹的正确相关性判断是进行多传感器数据融合性能评估的基础,传感器的探测精度对融合系统的性能具有较大影响。文中提出了一种新的融合航迹判断技术,通过计算参与融合的各传感器探测精度,并

摘要 交融航迹与真值航迹的正确相关性判别是进行多传感器数据交融功能评价的根底,传感器的勘探精度对交融体系的功能具有较大影响。文中提出了一种新的交融航迹判别技能,经过核算参加交融的各传感器勘探精度,并作为交融航迹与真值航迹之间相关性的间隔判别阈值,进步了判别的处理功率和精确度。经过工程使用,证明了算法的可行性。

跟着科学技能和武器装备的开展,现代雷达面对的作战环境越来越杂乱,相关于单雷达,组网雷达可扩展体系时域、频域、空域的掩盖才干,扬长避短,一起发挥各雷达的优越性,完结信息同享,有用进步了发现方针的速度,下降虚警、漏警,全面进步雷达网在恶劣电子战环境下的勘探才干,并显着增强了雷达的生存才干。但是,当多部雷达一起作业时,因为各雷达的勘探精度、方针高度机动性和各类搅扰要素的影响,单雷达测得的数据不能彻底反映出方针的真实状况。因而,多雷达数据交融已成为现代雷达组网体系中的关键技能之一。

多雷达数据交融的底子方针是取得比任何单个输入元素更充沛、更精确的信息,其交融进程既包括杂乱的技能要素,又包括很多的不确认要素、含糊要素,交融体系所聚集和处理的信息品种繁复,信息源之间联系杂乱,然后给客观公平评价交融体系带来困难,交融作用评价问题也一直未得到杰出地处理。在现有的关于多传感器数据交融评价技能计划中,多是介绍数据交融仿真测验渠道、数据交融评价体系以及数据交融体系才干归纳评价办法等顶层规划和理论研究,较少涉及到底层详细完结,交融航迹与真值航迹相关技能作为交融效能评价的根底算法更是少被提及。依据现在把握的交融航迹与真值航迹相关算法存在功率低下,对特别态势匹配成功率不高级缺陷,本文依据交融航迹数据和真值航迹数据特色,提出一种依据传感器勘探精度的正确交融航迹判别技能,经过树立全新数据模型,优化算法结构,以进步数据处理才干及正确性。

1 技能计划

1.1 技能原理

对交融航迹和真值航迹进行相关时,需首要设置时刻和空间相关匹配参数作为相关阈值进行时空配准后,才干进行其他相关处理。依据传感器勘探精度的正确交融航迹判别技能以参加交融的雷达传感器间隔精度作为空间配准阈值,完结交融航迹和真值航迹的相关。其详细原理如下:

(1)核算间隔相关阈值。核算一切参加交融的雷达传感器间隔精度,挑选阈值确认办法,并将精度扩大相应倍数后核算相关阈值,得

R0=(1+λ)Re (1)

式中,R0为相关的阈值;λ为扩大系数;Re为挑选的传感器精度。

(2)交融航迹与真值航迹相关处理。

假定在交融态势中,存在真值St=[Tr1(t),Tr2(t),…,TrN(t)]T,有交融体系输出

依据多传感器勘探精度的正确交融航迹判别

,核算交融航迹Tfi(t)各航迹点与对应真值航迹Trj(t)航迹点之间间隔差R(i,j,t),则均匀间隔差

依据多传感器勘探精度的正确交融航迹判别
依据多传感器勘探精度的正确交融航迹判别

。关于给定的R0,若Rr(i,j)≤R0,则交融方针Tfi(t)和Trj(t)之间存在映射联系。这样可树立起一切交融航迹与真值航迹之间的映射联系,该种联系有如下3种状况:

联系1 关于一个给定的交融方针有仅有的真值方针于其对应。

联系2 关于一个给定的交融方针存在多个真值方针与其对应。

联系3 多个交融方针对应于一个真值方针。

关于联系1,只要仅有的挑选,交融航迹与真值航迹一一对应;关于联系2,取Rr(i,j)最小Tfi(t)为交融航迹Tfi(t)对应的真值航迹,其他Tfi(t)判别为漏情。

关于联系3,可依据融和航迹的时刻段进行区分,如图1所示,在tb至te时刻段内,交融航迹Tf1和Tf2与真值航迹Tr存在映射联系,但在各时刻段又依据详细联系分为正确航迹段、重复航迹段和漏情段。在tb~t1时刻段,真值航迹不存在对应的交融航迹,呈现漏情;t1~t2段Tf1为Tr的正确航迹段;在t2~t3到段,Tf1与Tt2均与Tr对应,取间隔最近者为正确航迹,且Tf1为Tr的正确航迹,Tf2为重复航迹;而在t3~te段为正确航迹段,则Tf2与Tr对应。

依据多传感器勘探精度的正确交融航迹判别

1.2 处理进程

1.2.1 核算雷达航迹与真值航迹间隔阈值

依据雷达设备状况和归纳态势,人工设定雷达航迹数据与真值航迹数据之间的间隔相关阈值R0和时刻相关阈值T0。

关于一条给定的雷达航迹Tfi(t)进行相关核算:核算该航迹的每个航迹点与真值航迹Tfi(t)相应点的时刻差T,若T≤T0,对真值数据的经度、纬度、高度进行一阶差值,对应到雷达航迹相应时刻航迹点,并核算Tfi(t)与Tfi(t)之间的间隔差错R;核算一切航迹点均匀间隔差R,若R≤R0,则记为Tri(t)为Tfi(t)的一个真值源。

在整个作业周期内,两两核算各雷达传感器每个雷达航迹与真值方针间的间隔差错均值,核算各雷达航迹对应的真值源。树立两种之间相对应的联系后,再核算各雷达传感器间隔精度。当选定阈值核算办法和扩大系数后,核算交融航迹判别间隔阈值。

经度和纬度数据一阶插值公式为

依据多传感器勘探精度的正确交融航迹判别

1.2.2 交融航迹真值航迹之间间隔差错

获取核算的交融航迹判别间隔阈值R0,人工输入交融航迹与真值航迹之间的时刻相关阈值T0,作为判别交融体系输出航迹与真值数据之间的相关依据。

依据雷达航迹与真值航迹间隔差错核算办法,核算出交融方针Tfi(t)和真值方针Trj(t)的均匀间隔差错R,并将R与R0进行比较,确认两者之间的对应联系为Rr(Tfi,Trj)。

1.2.3 核算交融航迹对应的真值航迹

获取存在真值航迹源的各交融航迹开始时刻和停止时刻,并其按时刻先后排序区分为不同的时刻段,一起在各个时刻段可树立如表1所示联系,若交融航迹与真值间隔差错R≤R0,则在对应的队伍上标示R。

依据多传感器勘探精度的正确交融航迹判别

当联系树立完毕后,核算一个时刻段内各交融航迹对应的真值源的数量N。关于N进行如下处理:

若N=0,则交融航迹为虚伪航迹;

若N=1,则开始断定交融航迹与真值航迹存在映射联系;

若N>1,则取交融航迹与真值航迹之间的间隔差错最小的源,开始断定该真值源为交融航迹与该真值航迹之间存在映射联系。

当处理完毕后,将映射联系保存至数据库。

1.2.4 核算真值航迹对应的正确交融航迹

依据开始断定的交融航迹对应的真值航迹映射联系,核算各时刻段内,各真值航迹对应的交融航迹数量M,关于M进行如下处理:

若M=0,则断定真值航迹无对应的交融航迹;

若M=1,则断定交融航迹是真值航迹的正确航迹;

若M>1,则取真值航迹与交融航迹之间间隔差错最小的交融航迹为真值航迹对应的正确交融航迹。关于其他的M-1条交融航迹,则依据交融航迹对应真值源的个数N进行处理:

若N=1,则该交融航迹为该真值航迹的重复航迹;

若N>1,修正该交融航迹与真值航迹的映射联系,取交融航迹与真值航迹之间间隔差错次小的真值源,开始断定为该交融航迹与该真值航迹之间存在映射联系;修正完毕后,迭代核算真值航迹对应的交融航迹。

亦即对表1中每行核算一切R的最小值,并在最小值地点的单元格标上*;针对每一列核算*的个数;

若一列中有一个以上的*,取*中最小的R符号△,其他*对应的行中,将*改标在R次小的单元格;顺次类推,直至一切的*方位均无法变化。对表中的信息进行核算:

(1)若某行为空(不存在R),则该行所对应的交融航迹为虚伪航迹。

(2)若某列为空(不存在R),则该真值不存在对应的交融航迹,将进一步判别该方针有对应的雷达传感器输出,即以为该真值方针产生漏情;若该方针无对应的雷达输出,则该真值方针未被勘探到。

(3)若一列中有一个以上的*,符号△的交融航迹为真值对应的正确航迹,其他*对应的交融航迹为真值方针的重复航迹。

2 算法验证

该办法经外场实验验证,可以满意工程要求。以其中一个场景进行阐明。

依据多传感器勘探精度的正确交融航迹判别

场景设置:在两艘舰艇渠道上各布置一部舰载雷达作为传感器,并设置两个空中方针作机动运动。渠道导航信息和雷达勘探信息均作为数据源参加体系数据交融,实验完毕后,将记载的数据保存至数据库。在场景中,雷达勘探与真值态势如图2所示,交融体系输出交融航迹信息如表2所示,交融态势如图3所示。

依据多传感器勘探精度的正确交融航迹判别
依据多传感器勘探精度的正确交融航迹判别

参数设置:进行交融航迹判别时,阈值核算办法选用最大值法,阈值扩大系数为2。

核算效果:经核算,雷达1和雷达2的间隔精度分别为118.97 m和245.21 m,则阈值为735.64 m。交融航迹与真值航迹相关效果如表3所示,交融航迹1和3与真值之间间隔差错大于阈值,如图4所示,相关不成功,其他交融航迹与对应真值相关效果。

依据多传感器勘探精度的正确交融航迹判别
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3 完毕语

交融航迹与真值航迹的相关是进行多传感器数据交融功能评价的根底,交融航迹正确性的判别直接影响功能评价的精确性,本文对此提出了新的处理算法。但因为多渠道数据交融的杂乱性和不确认性,如交融航迹的穿插、混批及传感器本身的差错、杂波的搅扰等,算法的普适性、精确性有待进一步提高。

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