检索结果-内蒙古大学图书馆

系统科学与数学 2024年第12期44卷 3477-3490页

作者：林常见程玉虎王雪松刘玉豪中国矿业大学信息与控制工程学院徐州221116

为提高无人水下航行器(unmanned underwater vehicle,UUV)对非合作目标状态估计的准确性,文章提出了一种基于轴向注意力的目标状态估计方法,分析基于声呐观测的UUV非合作目标状态估计机理,将该问题的非马尔可夫状态空间模型转换为带有... 详细信息

为提高无人水下航行器(unmanned underwater vehicle,UUV)对非合作目标状态估计的准确性,文章提出了一种基于轴向注意力的目标状态估计方法,分析基于声呐观测的UUV非合作目标状态估计机理,将该问题的非马尔可夫状态空间模型转换为带有记忆的一阶马尔可夫状态空间模型,从而构建递归滤波模型.针对前视声呐观测的不可靠性、目标运动的不可预测性,提出一种基于轴向注意力Transformer的非合作目标状态多步预测网络,描述非线性观测下,非合作目标相对声呐的复杂运动过程.针对观测的不稳定性及后验分布的未知性,基于Monte Carlo近似推断原理,利用该多步预测网络将目标观测状态空间中的采样粒子映射到目标预测状态空间,构建基于轴向注意力的目标状态估计方法.仿真结果表明了所提方法对不确定输入的适应性和鲁棒性.

关键词：目标状态估计轴向注意力无人水下航行器前视声呐非合作目标

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水面救援目标状态估计与跟踪控制方法研究

水面救援目标状态估计与跟踪控制方法研究

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作者：李村哈尔滨工程大学

学位级别：博士

当潜艇由于发生故障失去动力而在海上受风、浪、流等环境作用呈现漂浮运动时,需要通过水面救援船舶搜寻、抵近失事潜艇,并利用传感器有效探测信息持续精确跟踪失事潜艇,以方便有效地实施水面救援。而环境条件恶劣(如四级海况)时,风、流... 详细信息

当潜艇由于发生故障失去动力而在海上受风、浪、流等环境作用呈现漂浮运动时,需要通过水面救援船舶搜寻、抵近失事潜艇,并利用传感器有效探测信息持续精确跟踪失事潜艇,以方便有效地实施水面救援。而环境条件恶劣(如四级海况)时,风、流、浪涌作用使得救援船与失事艇在水面上的升沉运动,极易造成传感器测量信息短暂缺失,这对开展有效的水面跟踪与救援带来极大的难度与危险。因此,研究水面目标状态估计与跟踪控制方法具有重要的理论研究和工程实际作用。本文针对水面目标救援跟踪控制系统,主要展开以下研究工作:首先,针对水面目标救助问题,建立救援船与目标艇动力学模型,并对风、浪、流等环境因素建模,通过仿真实验验证所建模型的合理性和正确性。其次,基于MiniRadascan微波参考系统测量原理,设计相对距离和相对艏向的解算方案;针对常规高斯滤波器在处理非高斯状态估计问题时出现的性能退化甚至发散的情况,设计容积粒子滤波器,实现非高斯噪声条件下目标状态估计;针对粒子滤波器存在计算量大的问题,提出高斯混合容积卡尔曼滤波器;再次,利用六自由度运动平台模拟MiniRadascan出现量测值缺失的情况,针对现有量测值缺失时目标状态估计方法只能利用系统模型预测的问题,设计基于历史量测数据拟合预测的状态转移模型,并提出量测数据滑窗宽度自适应调整策略,提高状态转移模型拟合精度;针对高斯混合滤波器中高斯分量权值在量测值缺失时仍保持不变导致估计精度降低的问题,基于Chapman-Kolmogorov方程设计高斯分量权值自适应调整策略,提高量测值缺失条件下的目标状态估计精度;然后,针对四级海况下高频运动对救援船控制系统造成不必要损耗问题,设计救援船运动估计滤波器,估计其运动状态;针对水面目标救援跟踪中仅通过雷达获取目标艇的位置信息、无法获得其准确轨迹的问题,提出基于平行目标接近导引律的抗饱和跟踪控制方法,引入滤波反步法解决常规反步法需对虚拟控制量解析求导带来的“计算膨胀”不足;抗饱和环节保证控制执行机构输出量较低且平滑,有助于延长执行机构使用寿命;并利用粒子群优化算法对控制器参数寻优,提高跟踪控制器精度;最后,基于六自由度运动平台搭建目标跟踪模拟试验系统,利用MiniRadascan实测数据验证高斯混合容积卡尔曼滤波以及量测量短暂缺失情况下的目标状态估计算法;针对不同的目标运动状态对跟踪控制器进行试验验证;试验结果证明所设计估计方法与控制器的可行性及准确性。

关键词：目标跟踪目标状态估计高斯混合滤波容积卡尔曼滤波滤波反步控制

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导弹主/被动雷达复合制导中的目标状态估计

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火力与指挥控制 2001年第3期26卷 32-34页

作者：修建娟何友王国宏海军航空工程学院山东烟台264001

针对主 /被动雷达复合制导中的被动雷达只有角度信息而无径向距离信息 ,当被动雷达与目标间的相对加速度为零时 ,目标的距离状态是不可观的特点 ,提出了一种旨在获取被动雷达径向距离信息的方法 ,从而可利用主动雷达和被动雷达的角度和... 详细信息

针对主 /被动雷达复合制导中的被动雷达只有角度信息而无径向距离信息 ,当被动雷达与目标间的相对加速度为零时 ,目标的距离状态是不可观的特点 ,提出了一种旨在获取被动雷达径向距离信息的方法 ,从而可利用主动雷达和被动雷达的角度和径向距离信息进行数据融合。仿真结果表明 ,利用此方法可得到较好的数据融合效果。

关键词：导弹主/被动雷达复合制导目标状态估计被动雷达主动雷达

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基于目标状态估计的信息融合算法研究

基于目标状态估计的信息融合算法研究

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作者：王华朋西北工业大学

学位级别：硕士

本文系统研究了多传感器融合中的单目标状态估计问题,在此基础上提出了两种改进的融合算法。一种为基于模糊卡尔曼滤波的测量融合算法,该算法通过自适应模糊控制系统加权测量噪声和系统噪声,有效的控制了新息过程,克服了传统卡尔曼滤波... 详细信息

本文系统研究了多传感器融合中的单目标状态估计问题,在此基础上提出了两种改进的融合算法。一种为基于模糊卡尔曼滤波的测量融合算法,该算法通过自适应模糊控制系统加权测量噪声和系统噪声,有效的控制了新息过程,克服了传统卡尔曼滤波融合算法在新息过程为非白噪声时存在的滤波发散问题。第二种算法为全分散式状态向量融合算法,该算法采用卡尔曼滤波器和粒子滤波器互相通信的结构,通过节点间互相传递状态误差信息和误差方差信息,把其它节点的信息作为下一步预测的依据,最后可得到状态的全局估计。由于该方法的并行处理能力消除了计算瓶颈问题,比测量融合算法具有更快的计算速度。仿真试验结果表明,本文所提出的两种算法的性能优于传统的信息融合算法,提高了目标状态估计的鲁棒性与精度。

关键词：信息融合模糊卡尔曼滤波粒子滤波目标状态估计

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基于变结构多模型的目标状态估计方法研究

基于变结构多模型的目标状态估计方法研究

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作者：王帅祥中北大学

学位级别：硕士

现代战争呈现陆、海、空、天立体化形态,其中海上高价值战略武器,如航母、战列舰等,是作战体系的重要组成部分,在对抗中需要重点防护。但是,现代反舰导弹以复杂多变的机动形式和强劲有力的突防能力给海上军事装备带来了巨大的威胁,因此... 详细信息

现代战争呈现陆、海、空、天立体化形态,其中海上高价值战略武器,如航母、战列舰等,是作战体系的重要组成部分,在对抗中需要重点防护。但是,现代反舰导弹以复杂多变的机动形式和强劲有力的突防能力给海上军事装备带来了巨大的威胁,因此研究既高精度又高速高效的目标状态估计算法,实时对反舰导弹进行监控跟踪,对海上军事装备反导能力的提高有着重要意义。本文以变结构多模型算法为核心,开展高速运动状态目标状态估计方法研究,主要内容如下:在目标状态估计方面,根据常用的目标状态估计模型,重点对反舰导弹的“蛇型”机动进行了分析,通过观测“蛇型”机动的运动轨迹,采用三角函数拟合的方式,得到了一种“蛇型”机动的运动模型。以战斧导弹为实例通过分析其发动机动力和助推器参数,确定了这种运动模型的机动频率和最大速度的范围。在滤波算法方面,对传统的UKF算法和CKF算法以及自适应滤波算法进行了分析,结合自己建立的“蛇型”机动模型,提出了一种适用于变结构多模型结构的自适应滤波算法,对“蛇型”机动模型进行滤波降噪处理,使传感器在观测目标作“蛇型”机动时,具有更好的跟踪精度和收敛速度。针对目标的运动状态估计实时性问题,提出了一种基于时间优化的变结构多模型算法,该算法通过使用若干简化的模型来模拟代替复杂的运动模型,来解决在传统交互多模型中由于模型复杂,导致计算时间长,达不到对反舰导弹实时跟踪的问题。通过仿真验证分析,可以得到基于时间优化的变结构多模型算法比传统的交互多模型算法计算处理时间快50%以上。

关键词：目标状态估计变结构多模型算法 “蛇型”机动模型自适应滤波算法反舰导弹误差的后验估计建模

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一种新型非线性滤波器在目标状态估计中的应用

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现代防御技术 1998年第4期26卷 37-41,61页

作者：赵勇胜林维菘北京航天工业总公司二院二部

研究了球坐标系中目标状态估计问题，应用一种新型非线性滤波器设计了目标状态估计器，选择了机动目标“当前”统计模型作为目标加速度模型，对所设计的状态估计器进行了仿真，仿真结果表明该估计器具有令人满意的性能。

关键词：非线性滤波器目标状态估计制导战术防空导弹

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改进粒子滤波算法在目标状态估计中的应用

改进粒子滤波算法在目标状态估计中的应用

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第六届博士生学术年会

作者：李春鑫王孝通徐晓刚海军大连舰艇学院航海系辽宁省大连市 116018 海军大连舰艇学院装备系统与自动化系辽宁省大连市 116018

针对粒子滤波算法(PF)建议性函数的选择问题和粒子匮乏现象，提出了一种改进粒子滤波算法。该算法利用无迹卡尔曼滤波(UKF)产生建议性分布，较准确地抓住粒子概率分布的特征，提高算法的估计精度;采用马尔科夫蒙特卡罗法(MCMC)的算法思... 详细信息

针对粒子滤波算法(PF)建议性函数的选择问题和粒子匮乏现象，提出了一种改进粒子滤波算法。该算法利用无迹卡尔曼滤波(UKF)产生建议性分布，较准确地抓住粒子概率分布的特征，提高算法的估计精度;采用马尔科夫蒙特卡罗法(MCMC)的算法思想，通过计算接受概率筛选粒子，既保持了粒子的多样性，又抑制了粒子匮乏现象。将多种算法应用于目标状态估计中，仿真结果表明该算法的估计精度明显优于PF、UPF、PFMC(PF和MCMC的融合)和EPFMC(PF和EKF以及MCMC的融合)算法。

关键词：粒子滤波算法无迹卡尔曼滤波马尔科夫蒙特卡罗法目标状态估计

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基于约束条件的单雷达直线航迹线目标状态估计方法

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舰船电子工程 2022年第11期42卷 55-59页

作者：方维华高效董光波郭向辉 93209部队北京100085 93251部队齐齐哈尔161005

论文通过分析卡尔曼滤波方法在目标跟踪模型估计中存在的问题,针对目标由匀速圆周运动转变为匀速直线运动,提出了约束条件下目标直线航迹线状态估计方法。通过和卡尔曼滤波方法对比,性能指标优于卡尔曼滤波方法,大大提高了目标运动状态... 详细信息

论文通过分析卡尔曼滤波方法在目标跟踪模型估计中存在的问题,针对目标由匀速圆周运动转变为匀速直线运动,提出了约束条件下目标直线航迹线状态估计方法。通过和卡尔曼滤波方法对比,性能指标优于卡尔曼滤波方法,大大提高了目标运动状态参数的准确性。

关键词：目标卡尔曼滤波单雷达直线航迹线目标状态估计

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基于极大似然目标状态估计的传感器管理

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计算机测量与控制 2016年第3期24卷 139-142页

作者：吴蔚熊朝华许莺王建宏信息系统工程重点实验室南京210007

为估计目标运动的状态估计量,设计相应的传感器管理方案,文章依据贝叶斯概率知识,采用极大似然的最优化方法来估计目标运动的状态估计值;依据目标状态估计的误差协方差矩阵与其Fisher信息矩阵间的联系,推导似然函数关于目标状态各个分... 详细信息

为估计目标运动的状态估计量,设计相应的传感器管理方案,文章依据贝叶斯概率知识,采用极大似然的最优化方法来估计目标运动的状态估计值;依据目标状态估计的误差协方差矩阵与其Fisher信息矩阵间的联系,推导似然函数关于目标状态各个分量的偏导数;采用随机离散时间系统知识,推导出对角式Fisher信息矩阵所有对角线上的各个元素;以Fisher信息矩阵的迹范数作为传感器管理中的最优代价函数,采用0-1整数规划算法来求解传感器的分配矩阵;最后将极大似然的目标状态估计及其相应的传感器管理方案应用于无人直升机的飞行控制系统中,以验证本文方法的有效性。

关键词：目标状态估计极大似然协方差矩阵传感器管理

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一种基于卷积神经网络粒子滤波算法的单UUV目标状态估计方法

一种基于卷积神经网络粒子滤波算法的单UUV目标状态估计方法

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作者：林常见王雪松程玉虎王国庆孟振周淑燕马磊 221116 江苏省徐州市大学路1号中国矿业大学

本发明公开了一种基于卷积神经网络粒子滤波算法的单UUV目标状态估计方法，对一段时域内目标观测状态进行采样，利用采样粒子拟合非高斯观测噪声的分布；建立基于卷积神经网络的预测网络描述非线性的声呐观测模型以及目标相对UUV的运动... 详细信息

标准号: CN113989327B

本发明公开了一种基于卷积神经网络粒子滤波算法的单UUV目标状态估计方法，对一段时域内目标观测状态进行采样，利用采样粒子拟合非高斯观测噪声的分布；建立基于卷积神经网络的预测网络描述非线性的声呐观测模型以及目标相对UUV的运动模型，对目标运动状态进行预测；利用卷积层和池化层的组合赋予预测网络一定的不变性，提高预测网络对不确定观测的适应能力。与现有方法相比，本发明可解决非线性非高斯强机动的UUV目标状态估计问题，克服由非高斯观测噪声导致的目标状态估计精度低和稳定性差等问题，摆脱了目标状态估计方法对目标观测时序性的依赖，使得本发明具有根据时序紊乱的目标观测，以高精度和强稳定性估计目标运动状态的能力。

关键词：目标状态估计目标观测非高斯卷积神经网络目标运动状态预测观测噪声粒子滤波算法采样粒子观测模型强稳定性网络描述运动模型时序不变性时序性采样池化卷积拟合时域紊乱观测网络赋予

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