引入多速率模型的变结构机动目标跟踪

变结构多模型方法(VSMM)能够根据目标机动的实际情况实时确定结构不断变化的模型集合,取代传统IMM方法中的固定模型集.使参与状态估计的模型分布更集中,模型数量相对较少,从而提高算法的跟踪精度.多速率模型(Multirate)能够对原始测量数据进行多分辨分解,有效的抑制量测噪声,从而提高原始数据的信噪比.文章将多速率模型引入变结构多模型方法,提出一种新的机动目标跟踪算法多速率变结构多模型方法(MRVSMM),该方法分别从改善原始数据与改善模型集合两方面对传统IMM方法进行了突破.同时,采用多个多速率模型,并将多个模型的滤波结果相互交织实现对机动目标的全速率跟踪.仿真实验证明,该算法较传统的IMM方法跟踪精度得到了一定程度的提高.     

一种模糊聚类的快速算法

现有模糊聚类算法存在运算量大,速度慢等特点,限制了模糊聚类的运用,在对模糊相似矩阵和模糊等价矩阵的性质研究后,提出了一种模糊聚类的快速算法,以减少运算量,提高运算速度。实验证明,新的算法运算量减少约一半,速度达到传统的模糊聚类算法的2．4倍左右。     

深空大视场弱小目标的实时检测方法

根据深空背景的特点,提出了采用最大中值滤波降噪,基于USAN原则,即吸收同值核区(Univalue Seg-ment Assimilating Nucleus)原则进行弱小目标检测的算法。其中分析了USAN滤波模板大小对检测性能的影响,探讨了灰度差门限的自适应选取方法,并根据目标和背景杂波在灰度分布上的差异,进一步剔除背景杂波的残留。结合候选目标的特征,采用基于逻辑的最近邻关联方法提取目标航迹。     

引入模糊推理与强跟踪滤波技术的变结构多模型估计

针对固定结构多模型方法(FSMM)应用于机动目标跟踪时滤波精度不高的问题,提出了一种模糊混合网格变结构多模型方法(FHGMM).FHGMM中的全体模型集由模糊基础模型网格(FBMG)和模糊修正模型网格(FAMG)组成.在此框架下,首先利用模糊推理技术对FBMG的拓扑结构进行实时调整,然后将模糊强跟踪滤波方法应用于FAMG区域中心的更新,并实时生成能够在系统模式空间自由滑动的FAMG,最后利用最优融合原理得到系统的整体估计.仿真结果表明,FHGMM与FSMM相比,目标位置、速度、加速度的滤波误差均值分别从5.5 m、1.037 m/s、0.187 m/s2减小到5.15 m、0.96 m/s、0.13 m/s2,算法单拍时间从0.02 s增加到0.037 s.     

基于修正平行投影法的飞行姿态测量

摄影系统的成像满足透视投影模型,使用平行投影法做飞行姿态交会存在模型误差。依据在目标成像的中轴线通过像面中心的时候,平行投影法和透视投影法有相同的成像特征这一事实,提出了一种无模型误差的修正平行投影法。在判读出目标图像中轴线的斜率K和截距L的情况下,假设摄影系统的高低角再旋转atan(L/K)度,使得旋转后图像的中轴线过像面的中心点。依据透视投影模型,计算出旋转后图像中轴线的斜率,再使用此斜率做平行投影交会。仿真结果表明,该方法可以很好的消除由平行投影模型带来的模型误差,为空间目标姿态交会提供了更精确的计算结果。     

基于灰度分布的概率密度实现实时图像分割

针对实时图像质心跟踪的问题,提出了一种目标分割的算法。对相邻两帧图像的跟踪框和背景框的灰度分布统计,加入滤波因子,再根据Bayes判别规则构造判别函数,把背景像素和目标像素进行分类。实验结果证明,该方法克服了由于图像序列中某一帧图像灰度分布发生突变产生的影响,能较好的分割出图像中的目标。在电视跟踪系统中有效的保证了跟踪的稳定性。     

一种基于人眼视觉系统特性的粒子滤波跟踪方法

通过模仿人眼跟踪运动目标的特点,对粒子滤波框架进行改造,提出了一种基于人眼视觉系统特性的粒子滤波跟踪算法。该算法采用多特征融合,将颜色特征与运动面积特征相结合,对运动区域比较敏感;在状态更新阶段,对跟踪粒子进行进一步筛选,自适应地选择性能良好的粒子进行结果判决,保障了跟踪结果的准确性。实验表明,该方法不仅可行,而且具有良好的跟踪效果。     

光学扩展群目标多模检测与跟踪的算法研究

为解决空间复杂光学多目标群检测与跟踪难题,提出了光学扩展群目标的概念及其多模检测与跟踪方法.分析了扩展群目标构成复杂、个体目标数量多、变化快、检测与跟踪难的特点及检测与跟踪需求,综合采用小目标检测算法、扩展目标检测算法、高对比度检测算法和多帧差分检测算法等完成全视场目标群的完整检测;然后在判断目标实际位置与预测位置的航迹重合性基础上实现目标的多特征航迹联合关联,结合以对比度跟踪为主、相关跟踪为辅的主辅式多模跟踪技术实现对群目标的跟踪.应用结果表明,扩展群目标多模检测与跟踪方法对复杂多目标群的检测效率、跟踪准确度均有较大幅度的提高,满足光学复杂目标群的完整检测和精确稳定跟踪要求.