论文中文题名: | 海面导航雷达组网的目标跟踪算法研究 |
姓名: | |
学号: | 20207223073 |
保密级别: | 保密(1年后开放) |
论文语种: | chi |
学科代码: | 085400 |
学科名称: | 工学 - 电子信息 |
学生类型: | 硕士 |
学位级别: | 工程硕士 |
学位年度: | 2023 |
培养单位: | 西安科技大学 |
院系: | |
专业: | |
研究方向: | 雷达数据处理 |
第一导师姓名: | |
第一导师单位: | |
论文提交日期: | 2023-06-16 |
论文答辩日期: | 2023-05-31 |
论文外文题名: | Research on Target Tracking Algorithm of Sea Navigation Radar Network |
论文中文关键词: | |
论文外文关键词: | Navigation Radar ; networking ; extended target tracking ; Data processing |
论文中文摘要: |
随着海上力量的快速兴起,新型快艇、舰船、无人机等设备不断涌现,海面目标类型更加丰富,精确导航定位是船只航行的必要辅助方式。然而,海面杂波及海上障碍物对目标跟踪带来不同程度的干扰,导致目标状态估计精度低及船只流量错误统计。因此,开展导航雷达抑制杂波干扰的跟踪算法研究具有十分重要的意义。 针对单部导航雷达在点目标跟踪算法的滤波及关联时所出现的断航,杂波引起虚假航迹的问题,提出基于量测转换的扩展目标跟踪算法。通过分析导航雷达采集到的目标信息特征,利用量测转换滤波,将目标点迹无偏转换到笛卡尔坐标系中,采用密度聚类方法实现目标点迹的凝聚处理,基于随机矩阵的扩展目标跟踪算法,对各个已跟踪的航迹进行预测,结合最近邻的目标关联算法,将落入相应波门内的目标分配给已有航迹,并更新目标航迹,实现扩展目标的大小、形状及航向上的跟踪。基于NAVICO导航雷达对海面航行船只的实测数据,相较于点目标跟踪算法,扩展多目标跟踪航迹准确度提高45.8%,并提供更多的目标运动特征信息。 搭建雷达组网测试平台,通过误差匹配、坐标变换、时间配准的流程对两部导航雷达测量的点迹预处理,将目标点迹与目标航迹关联,多雷达点迹数据合并处理,基于贝叶斯最优解进行量测分配及更新航迹,得到目标的运动状态。相较于单部雷达,组网雷达多目标跟踪的最优子模式分配距离均值下降48.48%,实现对目标高精度的扩展信息估计和更稳定的跟踪。 实测结果表明,改进的算法及组网雷达信息融合能够较好的改善目标跟踪精度,为海面船只在辅助导航领域提供一定的参考价值。 |
论文外文摘要: |
With the rapid rise of maritime forces, new types of speedboats, ships, unmanned aerial vehicles and other equipment are emerging, and the types of surface targets are more abundant. Accurate navigation and positioning is a necessary auxiliary way for ships to navigate. However, sea clutter and obstacles interfere with target tracking to varying degrees, resulting in low accuracy of target state estimation and incorrect ship flow statistics. Therefore, it is very important to study the tracking algorithm of navigation radar to suppress clutter interference. An extended target tracking algorithm based on measurement conversion is presented to solve the problem of false tracks caused by clutter when point target tracking algorithm is filtered and correlated by a single navigation radar. By analyzing the characteristics of target information collected by navigation radar, the target points are transformed unbiased into Cartesian coordinate system using measurement conversion filter, the target points are aggregated by density clustering method, and each tracked track is predicted by extended target tracking algorithm based on random matrix. Targets falling into the corresponding gate are assigned to the existing track by combining the nearest neighbor target association algorithm. The target track is updated to track the size, shape and heading of the extended target. Compared with point target tracking algorithm, extended multi-target tracking track accuracy improves 45.8% based on NAVICO navigation radar's measured data for sea-going vessels. And provide more target motion feature information. Radar networking test platform is set up. Through the process of error matching, coordinate transformation and time registration, the points and tracks of two navigation radar measurements are preprocessed, the target points and tracks are associated, the multi-radar points and tracks are merged and processed, and the track is measured, distributed and updated based on the Bayesian optimal solution to get the moving state of the target. Compared with single radar, the average value of optimal sub-pattern assignment range mean of netted radar for multi-target tracking is reduced by 48.48%, which achieves high-precision extended information estimation and more stable tracking. The actual measurement results show that the improved algorithm and network radar information fusion can effectively improve target tracking accuracy, providing certain reference value for sea vessels in the field of auxiliary navigation. |
参考文献: |
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中图分类号: | TP967.52 |
开放日期: | 2024-06-20 |