基于MTPM和DPM的多无人机协同广域目标搜索滚动时域决策 被引量：36

1

作者 沈东 魏瑞轩 +1 位作者 祁晓明 关旭宁 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第7期1391-1403,共13页

传统的协同搜索决策方法在目标引导和机间协同方面存在不足.研究建立了基于分布概率预测的目标概率图(Target probability map,TPM)初始化方法和基于贝叶斯准则的目标概率图动态更新方法,形成了修正目标概率图(Modified TPM,MTPM)及其... 传统的协同搜索决策方法在目标引导和机间协同方面存在不足.研究建立了基于分布概率预测的目标概率图(Target probability map,TPM)初始化方法和基于贝叶斯准则的目标概率图动态更新方法,形成了修正目标概率图(Modified TPM,MTPM)及其运算机理.考虑对任务子区域进行可控回访,定义了数字信息素图(Digital pheromone map,DPM),建立了数字信息素图使用方法及更新机理.设计了基于MTPM和DPM的寻优指标,建立了基于滚动时域控制的协同搜索决策方法(MTPM-DPM-RHC method,MDR).仿真表明:1)MTPM能有效降低对目标的虚警率和漏检率;2)DPM能有效实现对任务区域可控回访;3)MDR方法的遍历能力、重访能力和目标搜索效率均优于已有方法. 展开更多

关键词 无人机 协同搜索 目标概率图 数字信息素 滚动时域控制

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时序信息驱动的并行交互式多模型水下目标跟踪算法

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作者 兰朝凤 张桐基 陈欢 《电子与信息学报》 北大核心 2025年第8期2685-2693,共9页

随着水下目标运动形式的多样化和复杂化,现有的交互式多模型算法(IMM)在面对目标状态切换时存在模型切换缓慢及跟踪精度不足的问题。为此,该文在经典IMM算法的基础上,提出一种基于时序信息的并行交互式多模型目标跟踪算法(TIP-IMM)。该... 随着水下目标运动形式的多样化和复杂化,现有的交互式多模型算法(IMM)在面对目标状态切换时存在模型切换缓慢及跟踪精度不足的问题。为此,该文在经典IMM算法的基础上,提出一种基于时序信息的并行交互式多模型目标跟踪算法(TIP-IMM)。该算法通过比较相邻时刻的模型概率变化趋势,动态修正状态转移矩阵的参数,再经归一化处理实现状态转移矩阵的自适应更新。同时利用并行IMM框架和信息熵来动态更新模型概率,避免因过度修正状态转移矩阵而导致的跟踪精度下降。仿真结果表明,与现有算法相比,所提算法对目标的预测精度提高了3.52%~7.87%。同时模型的切换速度更快,有效地提高了水下目标跟踪精度。 展开更多

关键词 水下目标跟踪 交互式多模型算法 状态转移矩阵 后验信息 自适应

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通信距离受限条件下的无人机集群协同区域搜索 被引量：15

3

作者 王宁 李哲 +2 位作者 梁晓龙 王玉冰 侯岳奇 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2022年第5期1615-1625,共11页

针对通信距离受限条件下的无人机(unmanned aerial vehicle,UAV)集群协同搜索任务,考虑防相撞约束,定制了一种能够在搜索过程中根据机间距离切换交互方法的UAV交互决策机制,实现了动态环境中的搜索航迹规划。首先,运用栅格化方法建立包... 针对通信距离受限条件下的无人机(unmanned aerial vehicle,UAV)集群协同搜索任务,考虑防相撞约束,定制了一种能够在搜索过程中根据机间距离切换交互方法的UAV交互决策机制,实现了动态环境中的搜索航迹规划。首先,运用栅格化方法建立包含3种属性的环境认知地图对任务区域进行表征。其次,考虑多种搜索任务需求,以最大化搜索效率为目标建立UAV集群协同搜索模型。然后,根据机间有效通信距离定义了UAV协同搜索过程中的通信状态,设计了一种能够在通信完全有效、局部有效以及完全失效3种典型场景下切换信息交互方法的信息交互与决策机制。最后,采用滚动时域优化方法,实现集群各成员的自主决策与交互行为。仿真结果表明,所提算法能够在通信距离受限条件下有效完成协同搜索任务,在完成覆盖搜索任务时能够有效兼顾对动目标的搜索。 展开更多

关键词 信息交互 协同搜索规划 目标概率图 虚警概率

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临近空间高超声速机动目标跟踪的IMM-QB算法 被引量：3

4

作者 李俊杰 王国宏 +2 位作者 吴巍 张翔宇 吴健平 《现代防御技术》 北大核心 2015年第6期131-135,141,共6页

经典的交互式多模型(IMM)算法由于转移概率矩阵固定不变,在跟踪运动状态未知且多变的临近空间高超声速目标时存在一定的不合理性。通过采用准贝叶斯(Quasi-Bayesian)估计对转移概率矩阵在线调整的方法,与基于CV-CA-Singer的经典交互式... 经典的交互式多模型(IMM)算法由于转移概率矩阵固定不变,在跟踪运动状态未知且多变的临近空间高超声速目标时存在一定的不合理性。通过采用准贝叶斯(Quasi-Bayesian)估计对转移概率矩阵在线调整的方法,与基于CV-CA-Singer的经典交互式多模型算法进行融合形成了IMM-QB算法。Monte Carlo仿真实验表明,IMM-QB算法对临近空间高超声速滑跃式机动目标的跟踪精度有一定程度的提高。 展开更多

关键词 临近空间 高超声速飞行器 滑跃式 目标跟踪 交互式多模型 转移概率矩阵

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基于目标出生强度在线估计的多目标跟踪算法 被引量：9

5

作者 闫小喜 韩崇昭 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第8期963-972,共10页

针对多目标跟踪中未知的目标出生强度,提出了基于Dirichlet分布的目标出生强度在线估计算法,来改进概率假设密度滤波器在多目标跟踪中的性能.算法采用有限混合模型来描述未知目标出生强度,使用仅依赖于混合权重的负指数Dirichlet分布作... 针对多目标跟踪中未知的目标出生强度,提出了基于Dirichlet分布的目标出生强度在线估计算法,来改进概率假设密度滤波器在多目标跟踪中的性能.算法采用有限混合模型来描述未知目标出生强度,使用仅依赖于混合权重的负指数Dirichlet分布作为混合模型参数的先验分布.利用拉格朗日乘子法推导了混合权重在极大后验意义下的在线估计公式;混合权重在线估计过程利用了负指数Dirichlet分布的不稳定性,驱使与目标出生数据不相关分量的消亡.以随机近似过程为分量均值和方差的在线估计策略,推导了基于缺失数据的分量均值与方差的在线估计公式.在无法获得初始步出生目标先验分布的约束下,提出了在混合模型上增加均匀分量的初始化方法.以当前时刻的多目标状态估计值为出发点,提出了利用概率假设密度滤波器消弱杂波影响的出生目标数据获取方法.仿真结果表明,提出的目标出生强度在线估计算法改进了概率假设密度滤波器在多目标跟踪中的性能. 展开更多

关键词 多目标跟踪 概率假设密度 目标出生强度 在线估计 极大后验 Dirichlet分布

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遥感影像建筑物阴影中树木阴影的去除方法 被引量：1

6

作者 于东方 殷建平 +1 位作者 张国敏 罗磊 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2009年第12期151-153,共3页

高分辨率多光谱遥感影像中的建筑物阴影具有重要作用。针对检测到的建筑物阴影经常受高大树木阴影影响的问题,在可分离亮度的Lab颜色空间建立树木颜色模型,使用查表法准确检测遥感影像中的树木区域。提出根据树木区域和光照方向去除建... 高分辨率多光谱遥感影像中的建筑物阴影具有重要作用。针对检测到的建筑物阴影经常受高大树木阴影影响的问题,在可分离亮度的Lab颜色空间建立树木颜色模型,使用查表法准确检测遥感影像中的树木区域。提出根据树木区域和光照方向去除建筑物阴影中树木阴影的方法,通过实验证明其有效性。 展开更多

关键词 建筑物阴影 树木阴影 颜色空间 颜色模型 树木概率图

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UUV编队协同应召搜索马尔可夫运动目标的方法 被引量：4

7

作者 陈盼 吴晓锋 陈云 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2012年第8期1630-1634,共5页

采用时齐马尔可夫链来模拟目标的规避运动,根据事发海域的水深映射图,估算出马尔可夫运动目标的位置转移概率。无人水下航行器编队在目标初始概率分布和位置转移概率已知的条件下,根据当前搜索结果不断对目标位置进行预测和更新。编队... 采用时齐马尔可夫链来模拟目标的规避运动,根据事发海域的水深映射图,估算出马尔可夫运动目标的位置转移概率。无人水下航行器编队在目标初始概率分布和位置转移概率已知的条件下,根据当前搜索结果不断对目标位置进行预测和更新。编队成员能共享目标位置信息,以获得较为准确的目标验后分布。然后采用一种新的分区实时贪婪搜索算法,得到无人水下航行器编队的最优搜索路径,从而以较高的搜索成功概率与较短的平均发现目标时间完成对目标的应召搜索。最后通过实例仿真,证明了该方法的有效性和优越性。此方法将对无人水下航行器编队的战法研究具有参考借鉴意义。 展开更多

关键词 无人水下航行器 马尔可夫运动目标 应召搜索 协同搜索 转移概率 映射图 贪婪算法

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一种用于高脉冲重复频率雷达的TBD检测算法 被引量：3

8

作者 张鹏 张林让 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第2期273-278,共6页

针对高脉冲重复频率雷达高速运动弱小目标检测的距离模糊问题,提出了一种基于动态规划的检测前跟踪算法。在目标的状态转移方程中,将目标的实际距离转化为模糊距离和模糊数两个变量,将解距离模糊问题转换为对模糊距离和模糊数的联合估... 针对高脉冲重复频率雷达高速运动弱小目标检测的距离模糊问题,提出了一种基于动态规划的检测前跟踪算法。在目标的状态转移方程中,将目标的实际距离转化为模糊距离和模糊数两个变量,将解距离模糊问题转换为对模糊距离和模糊数的联合估计问题。文中提出的基于动态规划的检测前跟踪算法,通过最大后验概率估计方法(MAP)联合估计目标的模糊距离、多普勒速度和模糊数的变化,在存在距离模糊的情况下完成了对高速弱小目标能量的积累和检测。仿真结果表明,在多重脉冲重复频率工作模式下,该算法对高速运动弱小目标具有很好的检测性能。 展开更多

关键词 高脉冲重复频率 距离模糊 模糊数 动态规划 检测前跟踪

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不确定环境下无人机区域目标搜索及载荷参数影响 被引量：9

9

作者 吴岸平 郭正 +1 位作者 侯中喜 鲁亚飞 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第4期35-42,共8页

针对不确定环境下无人机区域搜索问题,建立了实时探测更新的搜索方法,提出了机载光电载荷参数优化配置策略。建立了基于二维离散网格的无人机区域搜索模型,采用概率地图描述目标信息的实时获取与更新;引入不确定度指标、目标网格的重访... 针对不确定环境下无人机区域搜索问题,建立了实时探测更新的搜索方法,提出了机载光电载荷参数优化配置策略。建立了基于二维离散网格的无人机区域搜索模型,采用概率地图描述目标信息的实时获取与更新;引入不确定度指标、目标网格的重访和网格探测次数控制,建立搜索目标函数;建立了基于粒子群算法的搜索路径滚动优化方法;通过对任务区域平均探测时间步数和误判概率的估计分析,建立了机载光电载荷参数优化配置策略。使用蒙特卡洛方法验证了区域搜索方法的有效性和光电载荷参数配置对搜索效率、误判概率的影响。 展开更多

关键词 目标搜索 概率地图 路径规划 载荷参数配置

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用概率假设密度滤波实现同步定位与地图创建 被引量：3

10

作者 杜航原 郝燕玲 +1 位作者 赵玉新 杨永鹏 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第12期3064-3073,共10页

针对杂波环境中传统同步定位与地图创建(SLAM)算法无法有效表达传感器多种信息以及容易发生错误数据关联的问题,提出一种基于概率假设密度滤波的SLAM算法。该算法将每一时刻传感器的观测信息和环境地图表示为随机有限集,建立联合目标状... 针对杂波环境中传统同步定位与地图创建(SLAM)算法无法有效表达传感器多种信息以及容易发生错误数据关联的问题,提出一种基于概率假设密度滤波的SLAM算法。该算法将每一时刻传感器的观测信息和环境地图表示为随机有限集,建立联合目标状态变量;通过概率假设密度(PHD)滤波对机器人位姿和环境地图状态进行同时估计,并利用粒子滤波实现PHD滤波。在进行目标状态提取时,为避免聚类算法引入的误差,对粒子集进行时滞输出。提出的SLAM算法能准确表达观测的不确定性、漏检以及杂波引起的虚警等多种传感器信息,且避免了数据关联过程,使系统状态估计更接近真实值。仿真实验结果表明:与传统SLAM算法相比,新算法的机器人定位及环境构图精度提高了50%以上,为杂波环境下SLAM问题的研究提供了新的途径。 展开更多

关键词 同步定位与地图创建 随机有限集 概率假设密度滤波 粒子滤波 目标状态提取

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MAUV协同搜索多智能目标的路径规划 被引量：2

11

作者 岳伟 辛弘 +2 位作者 林彬 刘中常 李莉莉 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第11期2065-2073,共9页

本文针对复杂水下环境中多自主式水下机器人(MAUV)协同搜索多个智能目标这一重要课题展开研究.首先,利用马尔科夫链建立智能目标的决策状态转移模型的同时考虑了智能目标决策与行动的对应关系,并结合不同光照反射强度下传感器探测概率... 本文针对复杂水下环境中多自主式水下机器人(MAUV)协同搜索多个智能目标这一重要课题展开研究.首先,利用马尔科夫链建立智能目标的决策状态转移模型的同时考虑了智能目标决策与行动的对应关系,并结合不同光照反射强度下传感器探测概率受限模型,设计新的目标概率图更新策略.然后,结合MAUV系统的约束条件和搜索效率建立实时适应值函数.接着,本文提出一种改进的多狼群算法(IMWPA)搜索策略,包括:1)利用人工势场法调整步长因子,使启发式算法更加适应探索过程.2)设计多狼群嚎叫环节,建立了狼群间的信息交流渠道.3)提出新的狼群淘汰更新机制,保障了人工狼多样性的同时避免算法趋于完全随机.最后,通过MATLAB仿真实验对比验证了本文算法的可行性及优越性. 展开更多

关键词 多自主式水下机器人协同搜索 马尔科夫链 目标概率图 改进的多狼群算法

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基于存在概率图的纸靶重孔识别方法

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作者 罗杰 张之明 《科学技术与工程》 北大核心 2016年第18期217-224,共8页

针对纸靶重孔识别率低、测量精度差的问题,提出了一种基于存在概率图的重孔识别方法。通过将弹孔相交边缘点共圆信息映射为圆存在概率图中的峰值,再根据弹孔数量和筛选峰值确定弹孔的参数,识别其位置。该方法采用事先选定潜在圆心存在... 针对纸靶重孔识别率低、测量精度差的问题,提出了一种基于存在概率图的重孔识别方法。通过将弹孔相交边缘点共圆信息映射为圆存在概率图中的峰值,再根据弹孔数量和筛选峰值确定弹孔的参数,识别其位置。该方法采用事先选定潜在圆心存在范围和使用链式结构存储中间数据的方式,大大降低了算法的计算量和空间复杂度。实验表明,该方法能够有效地识别出不同重合度下的重孔区域弹孔的参数,且测量的误差不大于3 pixel,解决了由于真实重孔边缘模糊、不连续造成的识别率低下的问题。存在概率图的纸靶重孔识别方法具有较强的稳定性和识别能力。 展开更多

关键词 重孔 存在概率图 弹孔检测 目标识别

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