一种自适应航迹关联算法

一种自适应航迹关联算法

刘　颢，陈世友，汪学东，张必银

（武汉数字工程研究所，湖北武汉４３００７４）

摘　要：　航迹关联算法应当具备自动调整控制参数的能力，以适应复杂多变、特性未知的航迹数据．本文提出了

局部航迹关联不确定度的概念，给出了两种局部航迹关联不确定度的定义，在传统序贯统计航迹关联算法的基础上提出了一种自适应航迹关联方法，包括一种抗系统误差的新相似度计算方法、航迹关联序贯长度的自适应调整方法以及航迹关联门限的自适应调整方法．仿真实验表明，采用新算法后，系统误差在一定条件下对相似度的影响较小，序贯长度和关联门限的取值范围均能自适应地调整，正确地匹配目标间距和探测误差的变化，有效地提高复杂情况下的航迹关联正确率．

关键词：　航迹关联；不确定度评定；自适应；系统误差；参数优化

中图分类号：　ＴＰ２０２ 文献标识码：　Ａ 文章编号：　０３７２－２１１２（２０１３）１２－２４１６－０６电子学报ＵＲＬ：ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｅｊｏｕｒｎａｌ．ｏｒｇ．ｃｎ　ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．０３７２－２１１２．２０１３．１２．０１５

ＡｎＡｄａｐｔｉｖｅＴｒａｃｋＣｏｒｒｅｌａｔｉｏｎＡｌｇｏｒｉｔｈｍ

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（ＷｕｈａｎＤｉｇｉｔａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｗｕｈａｎ，Ｈｕｂｅｉ４３００７４，Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ：　Ｔｈｅｔｒａｃｋｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎａｌｇｏｒｉｔｈｍｓｈｏｕｌｄｂｅａｂｌｅｔｏａｄｊｕｓｔｉｔｓｃｏｎｔｒｏｌｐａｒａｍｅｔｅｒｔｏａｄａｐｔｔｈｅｃｏｍｐｌｉｃａｔｅｄａｎｄｃｈａｎｇ－ｉｎｇｔｒａｃｋｄａｔａｗｉｔｈｕｎｋｎｏｗｎｓｙｓｔｅｍｅｒｒｏｒａｎｄｏｔｈｅｒｕｎｋｎｏｗｎｆｅａｔｕｒｅｓ．Ｔｈｅｃｏｎｃｅｐｔｏｆｔｈｅｌｏｃａｌｔｒａｃｋｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎｕｎｃｅｒｔａｉｎｔｙｗａｓｐｒｏｐｏｓｅｄｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ｔｗｏｔｙｐｅｓｏｆｌｏｃａｌｔｒａｃｋｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎｕｎｃｅｒｔａｉｎｔｙｗａｓｄｅｆｉｎｅｄａｎｄａｎａｄａｐｔｉｖｅｔｒａｃｋｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎａｌｇｏｒｉｔｈｍｗａｓｐｒｏｐｏｓｅｄｂａｓｅｄｏｎｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｓｅｑｕｅｎｔｉａｌｔｒａｃｋｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎａｌｇｏｒｉｔｈｍ，ｗｈｉｃｈｉｎｃｌｕｄｅｄａｎｅｗａｎｔｉ－ｓｙｓｔｅｍ－ｅｒｒｏｒｍｅｔｈｏｄｏｆｃａｌｃｕｌａｔｉｎｇｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎｐｒｏｂａｂｉｌｉｔｙ，ａｍｅｔｈｏｄｔｏａｄａｐｔｉｖｅｌｙａｄｊｕｓｔｔｈｅｌｅｎｇｔｈｏｆｓｅｑｕｅｎｃｅａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｆｉｒｓｔｌｏｃａｌｔｒａｃｋｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎｕｎｃｅｒｔａｉｎｔｙ，ａｎｄａｍｅｔｈｏｄｔｏａｄａｐｔｉｖｅｌｙａｄｊｕｓｔｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎｔｈｒｅｓｈｏｌｄａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｓｅｃｏｎｄｌｏｃａｌｔｒａｃｋｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎｕｎｃｅｒｔａｉｎｔｙ．Ｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅ－ｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｗｉｔｈｔｈｅｎｅｗａｌｇｏｒｉｔｈｍ，ｔｈｅｓｙｓｔｅｍｅｒｒｏｒｈａｓｌｉｔｔｌｅｅｆｆｅｃｔｏｎｔｈｅｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎｐｒｏｂａｂｉｌｉｔｙｕｎｄｅｒｃｅｒｔａｉｎｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ，ｔｈｅｓｅｑｕｅｎｃｅｌｅｎｇｔｈｔｈｅｒａｎｇｅｏｆｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎｔｈｒｅｓｈｏｌｄｃａｎｂｅａｄａｐｔｉｖｅｌｙａｄｊｕｓｔｅｄａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｃｈａｎｇｅｏｆａｖｅｒａｇｅｄｉｓｔａｎｃｅｏｆｔａｒｇｅｔｓａｎｄｒａｎｄｏｍｅｒｒｏｒｏｆｓｅｎｓｏｒｓ，ａｎｄｔｈｅｃｏｒｒｅｃｔｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎｒａｔｅｃａｎｂｅｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙｉｍｐｒｏｖｅｄｉｎｃｏｍｐｌｉｃａｔｅｄｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ．

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１　引言

复杂多变的战场环境，如未知的传感器误差，电磁

干扰与环境杂波［１］

，时刻变化的目标分布与机动状态，性能波动的通讯网络等，使得信息在收集和传播过程中引入了极大的不确定性，并且其不确定性随时间变化、变化机理也难以描述．何友等对局部节点相关情况下的序贯法检验统计量的计算，以及检验的接受域与拒绝域等进行了深入的研究，提供了一种可以用于较高不确定

性信息关联的方法［２，３］

．由于缺少根据战场条件的变化自适应地调整算法参数的理论，这种方法的自适应性还不够．

近来，自适应数据关联算法的研究逐渐增多［４～７］

，

其中文献［４，５］试图建立和求解自适应的最优化问题模型，文献［６］尝试采用搜索算法自适应地求解关联问题，文献［７］在Ｈ．Ｌｅｕｎｇ等人研究的基础上，基于信息的不确定性表示，深入探讨了利用熵准则进行自适应的信息关联和融合的方法，这些方法都有一定的自适应能力，但也引入了新的问题，如问题模型复杂不易求解，搜索算法难以控制效率，源信息的不确定性难以度量等．陈

世友等提出了航迹关联不确定度［８］

的概念，可以从某个角度评价对关联结果的把握程度，但对算法参数与不确定性之间的关系考虑较少，没有考虑不同区域战场环境的不一致性，难以直接用于关联算法的参数优化．

收稿日期：２０１２－１０－２９；修回日期：２０１３－０５－０６；责任编辑：梅志强

基金项目：国防预研课题（Ｎｏ．５１３０６０３０２０１，Ｎｏ．１０１１３０１０２０３０１）；船舶基金课题（Ｎｏ．１１Ｊ３．７．２７）

第１２期２０１３年１２月

电 子 学 报ＡＣＴＡＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＡＳＩＮＩＣＡ

Ｖｏｌ．４１　Ｎｏ．１２

Ｄｅｃ．　２０１３