基于元增量学习的非线性运动目标航迹预测

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作者 杨帆 王长城 +2 位作者 樊鹏 康林 曾刊 《兵器装备工程学报》 北大核心 2025年第S1期236-242,共7页

针对非线性运动目标轨迹预测中模型持续学习与快速适应问题,提出一种基于元增量学习的非线性运动目标轨迹预测方法。在WaveNet网络基础上构建了双向引导调制网络,引入元增量学习训练策略,使深度学习模型能够快速适应目标新运动模式并保... 针对非线性运动目标轨迹预测中模型持续学习与快速适应问题,提出一种基于元增量学习的非线性运动目标轨迹预测方法。在WaveNet网络基础上构建了双向引导调制网络,引入元增量学习训练策略,使深度学习模型能够快速适应目标新运动模式并保持对旧运动模式预测能力。实验结果表明,元增量学习模型在小样本学习场景下显著优于卡尔曼滤波、深度学习、继续学习和全量学习模型,其方位角、高低角和斜距离预测误差均为最低。在已积累大量历史轨迹数据、目标出现新运动模式的场景中,元增量学习模型保持了对旧模式的预测能力,与最优模型的误差不超过7%;同时,在新模式的适应能力优秀,高低角和斜距离预测误差最优,与最优模型相比,方位角预测误差不超过8%。此外,元增量学习模型的训练时间比继续学习模型减少90%,比全量学习模型减少98%,展现出快速适应与预测能力保持平衡以及显著的训练效率。 展开更多

关键词 末端防御 非线性运动目标 航迹预测 元学习 增量学习

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基于DF-Track的水下鱼体跟踪方法

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作者 吴江 李然 +2 位作者 范利利 王宁 王客程 《现代电子技术》 北大核心 2024年第20期153-159,共7页

鱼类跟踪是分析鱼类行为、评估其健康水平的关键步骤。然而,由于真实水下养殖鱼群具有运动非线性、高外观相似度、鱼体互相遮挡、特征信息损失严重等特点,多目标跟踪鱼类是一项非常具有挑战性的任务。针对水下鱼体反射产生的伪影以及鱼... 鱼类跟踪是分析鱼类行为、评估其健康水平的关键步骤。然而,由于真实水下养殖鱼群具有运动非线性、高外观相似度、鱼体互相遮挡、特征信息损失严重等特点,多目标跟踪鱼类是一项非常具有挑战性的任务。针对水下鱼体反射产生的伪影以及鱼体运动非线性、相互遮挡导致跟踪轨迹碎片化的问题,提出一种水下多鱼跟踪模型DF-Track。该模型采用基于检测的跟踪(TBD)范式,首先在YOLOv8的C2f结构中引入聚合感知注意力机制(APFA),提高在前向过程中提取图像特征的能力;然后使用SDI多层次特征融合模块对YOLOv8中的feature fusion部分进行重设计,减少特征融合阶段不同层级特征信息的冲突问题;最后提出一种优化轨迹管理的跟踪模型DF-Track,并引入Focal-EIoU补偿匹配空间中的运动估计偏差,平衡几何一致性。实验结果表明:与原YOLOv8相比,所提算法的精确率提高了1.7%,平均精度均值提高了2.1%;DF-Track与其他MOT跟踪算法相比,HOTA达到70.9%,MOTA达到91.9%,IDF1达到80.4%。证明DF-Track模型在水下鱼类跟踪任务中具有较好的性能。 展开更多

关键词 多目标跟踪 水下鱼体 DF-Track模型 非线性运动 几何一致性 运动估计偏差补偿

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方向角及其变化率的单站无源定位的可观测性 被引量：26

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作者 郭福成 孙仲康 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2002年第9期30-32,共3页

阐述了利用方向角及其变化率的二维单站无源定位的模型 ,利用非线性系统的可观测性定理分析得到了在目标匀速运动条件下该模型定位可观测的充要条件 ,讨论了不同相对运动状态下模型的可观测性问题 ,并举例进行了计算机仿真。最后得出对... 阐述了利用方向角及其变化率的二维单站无源定位的模型 ,利用非线性系统的可观测性定理分析得到了在目标匀速运动条件下该模型定位可观测的充要条件 ,讨论了不同相对运动状态下模型的可观测性问题 ,并举例进行了计算机仿真。最后得出对于固定辐射源 ,要求观测器非径向运动 ,对于匀速直线运动辐射源 ,要求观测器非径向机动运动的结论。 展开更多

关键词 方向角 变化率 可观测性 无源定性 目标运动分析 非线性系统 雷达

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态势生成中一种非线性运动模型的建立 被引量：1

4

作者 董云龙 何友 张晶炜 《火力与指挥控制》 CSCD 北大核心 2005年第2期26-28,共3页

探讨了在信息融合仿真试验床的态势生成部分,建立飞行实体运动模型的方法;通过保留运动学方程,简化动力学方程的方法,给出了一种常见的机动飞行方式(俯冲爬升类运动)的运动模型的计算公式;并对这种运动模型的非线性和机动性进行了分析... 探讨了在信息融合仿真试验床的态势生成部分,建立飞行实体运动模型的方法;通过保留运动学方程,简化动力学方程的方法,给出了一种常见的机动飞行方式(俯冲爬升类运动)的运动模型的计算公式;并对这种运动模型的非线性和机动性进行了分析和讨论;通过仿真,比较了几种机动目标跟踪算法对该运动模型的跟踪效果,验证了该方法的有效性。 展开更多

关键词 信息融合仿真试验床 计算机生成兵力 非线性运动模型 机动目标跟踪

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基于UKF的水下无源目标运动分析 被引量：3

5

作者 王博 徐德民 +1 位作者 沈猛 高剑 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2005年第S4期423-426,共4页

文中介绍了 UKF 的具体算法,并将其应用于水下无源系统定位中。与扩展卡尔曼滤波(EKF)相比,UKF 不但可以得到目标位置和速度的均值及较高的计算精度,而且能更好的解决模型中的非线性问题。仿真结果表明,无论在计算量上还是滤波精度上,U... 文中介绍了 UKF 的具体算法,并将其应用于水下无源系统定位中。与扩展卡尔曼滤波(EKF)相比,UKF 不但可以得到目标位置和速度的均值及较高的计算精度,而且能更好的解决模型中的非线性问题。仿真结果表明,无论在计算量上还是滤波精度上,UKF 算法都明显优于 EKF,并且能够有效克服方位跟踪问题中的滤波发散问题。 展开更多

关键词 水下无源目标运动分析 UKF(Unscented KALMAN Filter) 非线性

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纯仰角目标非线性参数航迹滤波新方法

6

作者 刘进忙 李振兴 +1 位作者 吴中林 刘永兰 《电光与控制》 北大核心 2013年第4期18-21,59,共5页

在被动测量的情况下,针对静止单站的纯仰角目标运动分析的问题,提出了一种纯仰角目标的非线性参数航迹的滤波新方法。通过设定目标的飞行模式,分析目标空间位置的三角函数关系,利用纯仰角序列建立起目标的非线性参数航迹,并确定其中的... 在被动测量的情况下,针对静止单站的纯仰角目标运动分析的问题,提出了一种纯仰角目标的非线性参数航迹的滤波新方法。通过设定目标的飞行模式,分析目标空间位置的三角函数关系,利用纯仰角序列建立起目标的非线性参数航迹,并确定其中的可观测参数。利用总体最小二乘法解算出相应的可观测参数,进而对后续时刻的目标仰角进行递推预测。仿真结果验证了新方法的有效性,对问题的后续解决提供了理论参考和借鉴作用。 展开更多

关键词 目标运动分析 纯仰角 参数航迹 非线性

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非线性H_∞导引律设计与分析 被引量：1

7

作者 刘利军 余臻 沈毅 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第8期932-939,共8页

针对导弹拦截目标制导过程中的测量噪声和干扰以及未知目标机动,本文提出了具有严格解析形式的三维非线性H∞导引律的设计方法。通过构建基于改进极坐标系下的三维弹目相对运动方程和存在多种测量噪声和干扰下的弹目相对运动方程,归纳... 针对导弹拦截目标制导过程中的测量噪声和干扰以及未知目标机动,本文提出了具有严格解析形式的三维非线性H∞导引律的设计方法。通过构建基于改进极坐标系下的三维弹目相对运动方程和存在多种测量噪声和干扰下的弹目相对运动方程,归纳推导出简洁的导弹拦截目标的系统方程;利用非线性H∞控制理论构造相应的HJI偏微分方程不等式,并且提出了HJI偏微分方程不等式的一种解法,得到了一组解析解,同时得到了拦截系统的一个正定储能函数,进而构造了非线性H∞导引律;通过分析非线性H∞导引律的设计方法和几项关键的制导拦截影响因素,定性指出了如何调整设计参数能够有效对抗各种不利因素,提高制导性能;最后,仿真研究验证了非线性H∞导引律的有效性和定性分析的有效性。 展开更多

关键词 导引律 非线性H∞控制 简化的弹目相对运动方程 目标机动 HJI偏微分方程

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Unscented卡尔曼滤波对目标位置预测 被引量：4

8

作者 林瑞阳 杨东升 邱锋 《现代电子技术》 2014年第1期34-37,共4页

采用一种针对目标位置预测只能测量角度信息的卡尔曼滤波算法,实现对目标的位置、速度和加速度的估计。由于是纯方位目标运动分析,所以一般的线性滤波方法不能使用,主要使用UKF滤波算法,并给出了具体步骤。通过仿真运算与以前的方法进... 采用一种针对目标位置预测只能测量角度信息的卡尔曼滤波算法,实现对目标的位置、速度和加速度的估计。由于是纯方位目标运动分析,所以一般的线性滤波方法不能使用,主要使用UKF滤波算法,并给出了具体步骤。通过仿真运算与以前的方法进行比较,发现该算法实现方便,并在滤波精度、稳定性和收敛时间等方面有了很大提高。 展开更多

关键词 纯方位目标运动 非线性滤波 UKF EKF

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一种针对临近空间滑跃目标的轨迹跟踪方法 被引量：3

9

作者 秦武韬 陆小科 邢晓勇 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第3期408-414,共7页

针对临近空间跳跃滑翔目标运动建模困难,跟踪精度低的问题,提出了一种基于自适应衰减震荡模型的轨迹跟踪方法。首先,对临近空间滑翔跳跃目标的运动特点进行了深入分析,确定其运动具有周期性和衰减性的特点;根据这一特点,利用二阶时间自... 针对临近空间跳跃滑翔目标运动建模困难,跟踪精度低的问题,提出了一种基于自适应衰减震荡模型的轨迹跟踪方法。首先,对临近空间滑翔跳跃目标的运动特点进行了深入分析,确定其运动具有周期性和衰减性的特点;根据这一特点,利用二阶时间自相关随机过程对加速度和飞行路径角进行建模,通过傅里叶变换推导了零均值衰减震荡模型;考虑到临空目标受气动阻力的作用,加速度小于零的情况,借鉴“当前”统计模型的思想,进一步对零均值衰减震荡模型进行改进,提出了自适应衰减震荡模型,实现了目标运动描述在周期性和衰减性上的统一。在此基础上,建立了地理坐标系下的目标运动模型,给出了基于雷达的测量模型。针对该系统非线性较强的特点,利用无迹卡尔曼滤波算法完成了跟踪滤波器的设计。仿真结果表明,所提出的算法具有更好的跟踪效果,其位置跟踪精度和速度跟踪精度较正弦波模型分别提高了17.91%和26.33%。 展开更多

关键词 临近空间飞行器 运动建模 目标跟踪 非线性滤波

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全局收敛策略静止目标纯距离测量下的参数估计方法 被引量：3

10

作者 梁癑 刘忠 《火力与指挥控制》 CSCD 北大核心 2010年第4期147-149,154,共4页

将全局收敛策略与高斯-牛顿法相结合,得到了解决非线性最小二乘问题的改进高斯-牛顿法;并将该方法应用于静止目标纯距离测量下的参数估计问题;仿真试验表明,改进后的高斯-牛顿方法对测量误差不敏感,具有更快的收敛速度和更高的精度。

关键词 纯距离运动分析 非线性最小二乘 高斯-牛顿法

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水声纯方位目标跟踪快速收敛算法

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作者 冀晨 冀洵 《舰船科学技术》 2011年第B08期123-126,147,共5页

基于EKF的纯方位目标状态滤波器的性能依赖状态初值的选取,为了有效地提高估计的收敛速度,提出了一种滤波器状态初始化方法。首先,简要阐述了修正极坐标系下的推广卡尔曼滤波算法(EKF)。然后,基于非线性最小二乘法的思想,推导了一种滤... 基于EKF的纯方位目标状态滤波器的性能依赖状态初值的选取,为了有效地提高估计的收敛速度,提出了一种滤波器状态初始化方法。首先,简要阐述了修正极坐标系下的推广卡尔曼滤波算法(EKF)。然后,基于非线性最小二乘法的思想,推导了一种滤波器状态初始化方法。针对实际应用背景,提出一种组合滤波器结构并进行了仿真验证。结果表明,该算法收敛速度快,滤波精度与EKF相当。 展开更多

关键词 目标运动分析 推广卡尔曼滤波 非线性最小二乘法 初始化算法

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