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题目:地面运动目标检测跟踪技术研究

关键词:地面运动目标检测跟踪,检测前跟踪,SAR图像目标检测与速度估计,群跟踪,精细航迹起始

  摘要



本文研究的地面运动目标检测与跟踪是指利用各种机载、星载雷达获得的量测数据或图像,实现对地面目标的检测与速度估计或航迹跟踪,并结合具体的应用环境提供解决方案。本文在研究检测前跟踪和群跟踪两类方法的基础上,针对不同的环境和目标数量、分布情况,分别选择了适当的算法并加以改进。具体工作如下:


针对单个目标或易区分、不涉及数据互联的多个目标,重点研究低信杂比条件下的检测跟踪,研究方向为检测前跟踪算法。在对比分析多种检测前跟踪算法的优劣后,针对高分辨率合成孔径雷达的数据,设计了一种基于两级改进DP-TBD方法的SAR交通监测方法,可有效检测SAR图像中道路上的多部车辆并估计其方位向速度,实现SAR-GMTI功能;

为了实现高机动密集目标的快速跟踪,首先介绍了几种常用独立运动目标模型和两类群目标跟踪方法,分析了各自的优势与问题,并对编队目标和群目标的概念进行了澄清;之后结合理论上的分析,为快速跟踪提出一种解决思路,将动态模型与快速稳定的关联滤波方法相结合,扬长避短,并在后续章节中加以实现和验证;

针对编队跟踪依赖相互位置关系、粒子群跟踪方法复杂度高难实现的问题,将群动态模型与经典JPDA方法结合,实现了一种简单易实现的群目标跟踪起始算法,能够对高机动的密集目标进行同时跟踪、描绘精细航迹。仿真验证了模型的可靠性、起始正确率对参数的不敏性、简单杂波环境下的有效性,以及相对于传统的中心外推式跟踪起始方法,该方法对目标机动和群结构变化的适应性更强。