红外与激光工程
2021, 50(3): 20200449
1 国防科技大学脉冲功率激光技术国家重点实验室, 安徽 合肥 230037
2 国防科技大学电子制约技术安徽省重点实验室, 安徽 合肥 230037
光子测距具有灵敏度高,探测距离远的特点,目标形状和姿态对光子测距的影响不可忽略。针对扩展平面、球面和非球面三种典型目标,建立了扩展目标光子探测回波概率分布模型,推导出不同倾斜角下混有时空分布的光子回波概率分布一般方程。实验表明,扩展平面的光子回波概率分布与数值计算结果一致。理论仿真分析了扩展目标的光子回波概率分布特性,讨论了光子测距误差与扩展目标类型和倾斜角间的变化规律。结果表明:平均回波光子数为3.9,目标处激光光斑半径为0.2m,倾斜角小于20°时不同扩展目标间的光子测距误差小于1.23mm;光子测距误差随着目标倾斜角的增大逐渐增大,且扩展平面目标测距误差受倾斜角影响最大。
激光光学 光子测距 测距误差 扩展目标 概率分布 回波特性
1 烟台南山学院,山东 烟台 265713
2 海军航空大学, 山东 烟台 264001
针对非均匀干扰环境中分布式多输入多输出(MIMO)雷达的距离扩展运动目标检测问题进行了研究。由于分布式MIMO雷达的干扰(杂波和噪声)是非均匀的, 无法获得训练数据来估计干扰的协方差矩阵, 为此提出了一种新的知识辅助(KA)干扰模型, 它和每个发射—接收(Tx-Rx)对相对应的干扰协方差矩阵具有服从复逆Wishart分布的矩阵结构, 但具有不同的功率电平。基于该模型提出了一种无训练数据的距离扩展目标知识辅助—广义似然比检测器(KA-GLRT)。仿真结果表明, 在非均匀干扰环境中, 所提出的KA-GLRT检测器的性能明显优于传统的有训练数据的协方差矩阵类检测器。
距离扩展目标 分布式MIMO雷达 知识辅助检测 广义似然比检测 复逆Wishat分布 range-sprad target distribute MIMO radar knowledge-aided detection Generalized Likelihood Ratio Test(GLRT) complex inverse Wishart distribution
中国人民解放军95859部队, 甘肃 酒泉 735018
提出了一种适用于空中扩展目标和小目标红外辐射强度计算的通用模型,该模型消除了对环境温度依赖较大的背景偏置的影响,可有效提升外场复杂多变环境条件下航空目标红外辐射特性测量结果的精度。结合某型航空目标动态红外特性测试数据,探讨了小目标红外辐射强度的计算问题,结果表明:对于中波红外小目标,大气表观辐射强度对总辐射强度的贡献可以忽略,可以采用简化模型计算总辐射强度,但对于长波小目标红外辐射,简化模型不再适用。对红外小目标和扩展目标的外场动态测试数据分别进行了处理,并与理论结果作比对验证,结果验证了模型的正确性。
测量 红外辐射强度 扩展目标 红外小目标 计算模型 精度
1 中国矿业大学信息与控制工程学院, 江苏 徐州 221116
2 淮海工学院电子工程学院, 江苏 连云港 222005
3 中国电子科技集团公司第五十三研究所光电信息控制和安全技术重点实验室, 天津 300308
利用88单元变形镜及电荷耦合器件成像器件,以扩展目标为校正对象,建立了带有噪声的无波前探测自适应光学系统模型。在噪声情况下,验证了扩展目标成像时掩模探测器信号和波前相位的平均梯度平方和之间存在线性关系。将基于此线性关系的算法作为无波前探测自适应光学系统的控制算法,通过仿真,检验了模型式无波前探测自适应光学系统在噪声情况下对扩展目标成像的校正能力。结果表明,相同湍流条件、不同信噪比下的校正效果接近。按照湍流条件从小到大的顺序,与信噪比为20 dB的结果相比,信噪比为5 dB时校正后的平均均方根相对误差分别为3.71%,2.94%和2.42%,说明基于该线性关系的模型控制算法具有较强的抗噪能力。
成像系统 成像噪声 扩展目标 自适应光学系统 抗噪能力
1 河南科技大学信息工程学院, 河南 洛阳 471023
2 电子科技大学电子工程学院, 四川 成都 611731
3 东南大学毫米波国家重点实验室, 江苏 南京 210096
现代传感器分辨能力的大幅提升使得观测对象不再被认为是点目标,而是具有一定形态的扩展目标。传统上基于点目标假设所取得的建模与状态估计研究成果已不再适用于现今许多的实际应用场景,特别是当扩展目标发生机动时,其运动状态和扩展形态(形状和朝向)往往同时发生突变,且二者具有紧密的耦合关系。为了解决这一问题,对扩展目标机动过程的不确定性、整体机动演化形式及其耦合性展开研究,建立起通用的机动扩展目标混合系统建模框架。结果表明:利用所提模型的线性形式,可以很便利地推导出一种高效的机动扩展目标运动状态和扩展形态联合估计算法;不同场景内的仿真和性能评估结果验证了所提建模和跟踪方法的有效性。
遥感 传感器 机动扩展目标 高精度传感器 建模 跟踪
1 中国科学院光电技术研究所, 成都 610209
2 中国科学院大学, 北京 100049
3 中国人民解放军63610部队, 新疆 库尔勒 841000
针对扩展目标在跟踪过程中存在的因旋转、尺度变化和目标部分区域离开视场时引起的漂移等问题, 提出了一种在特征点匹配的基础上结合广义Hough变换的扩展目标跟踪方法。采用ORB特征处理相邻两帧图像, 得到初始匹配特征点, 然后再用随机采样一致处理筛选出匹配正确率高的特征点作为基础特征点, 利用这些基础特征点进行广义Hough变换, 提取出一个相对位置固定的跟踪点对目标进行跟踪。实验表明, 该方法具有能保持跟踪点的相对位置固定的特性。
扩展目标跟踪 广义Hough变换 随机采样一致性 extended object tracking generalized Hough transform ORB ORB random sample consensus
1 河南工学院电子通信工程系，河南新乡453000
2 新乡学院计算机与信息工程学院，河南新乡453003
针对扩展目标联合估计运动状态和目标外形的问题，提出了一种基于星-凸形随机超曲面模型的扩展目标高斯混合概率密度滤波算法。该算法利用星-凸形随机超曲面模型对量测的扩散程度进行建模，同时利用约束对目标外形参数进行限制。在高斯混合概率假设密度的框架下，通过对量测模型下的量测似然、新息等参数的求解和更新递推实现扩展目标的跟踪。仿真实验表明，所提算法在保证跟踪有效性和可行性的同时提高了对扩展目标运动状态和目标外形的估计精度。
目标跟踪 扩展目标 星-凸形 随机超曲面模型 高斯混合概率密度 target tracking extended target star-convex random hypersurface model Gaussian mixture probability hypothesis density
1 河南工学院电子通信工程系，河南 新乡 453000
2 新乡学院计算机与信息工程学院，河南 新乡 453003
针对扩展目标联合估计运动状态和目标外形的问题，提出了一种基于星-凸形随机超曲面模型的扩展目标高斯混合概率密度滤波算法。该算法利用星-凸形随机超曲面模型对量测的扩散程度进行建模，同时利用约束对目标外形参数进行限制。在高斯混合概率假设密度的框架下，通过对量测模型下的量测似然、新息等参数的求解和更新递推实现扩展目标的跟踪。仿真实验表明，所提算法在保证跟踪有效性和可行性的同时提高了对扩展目标运动状态和目标外形的估计精度。
目标跟踪 扩展目标 星-凸形 随机超曲面模型 高斯混合概率密度 target tracking extended target star-convex random hypersurface model Gaussian mixture probability hypothesis density
1 新乡学院计算机与信息工程学院, 河南 新乡 453003
2 河南工学院电子通信工程系, 河南 新乡 453000
为解决扩展目标跟踪算法量测不精确的问题, 提出一种基于箱粒子滤波的ET-CBMeMBer滤波算法。该算法基于随机集理论, 首先将扩展目标的状态集和观测集随机化, 然后基于区间分析技术, 推导了适用于区间量测的多扩展目标伪似然函数和势平衡多伯努利多扩展目标状态更新方程, 并提出了适用于区间量测的模糊ART区间量测集划分方法, 继而在量测集划分的基础上对目标进行持续稳定的跟踪。最后进行了仿真实验, 结果表明了所提算法的有效性。
目标跟踪算法 扩展目标 区间量测 CBMeMBer滤波 箱粒子滤波 target tracking algorithm extended target interval measurement CBMeMBer filter box particle
