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基于随机有限集理论的雷达抗干扰目标跟踪方法
1
作者
蒋康
张志勇
+2 位作者
张振源
杜雪飞
谭锐
《仪器仪表学报》
北大核心
2025年第5期299-311,共13页
在密集车辆感知场景中,由于在车辆间雷达发射信号缺少协调机制,使得接收雷达回波极易受到邻近车辆发射信号的干扰,导致雷达视野内产生虚假目标并引发真实目标跟踪失败。为解决上述挑战,提出一种基于高斯混合概率假设密度滤波的雷达抗干...
在密集车辆感知场景中,由于在车辆间雷达发射信号缺少协调机制,使得接收雷达回波极易受到邻近车辆发射信号的干扰,导致雷达视野内产生虚假目标并引发真实目标跟踪失败。为解决上述挑战,提出一种基于高斯混合概率假设密度滤波的雷达抗干扰目标跟踪方法。首先,利用时频变换技术对雷达接收信号进行特征分析,阐明干扰信号对真实目标回波的影响机理。接着,考虑到干扰强度变化会造成检测目标时变,不同于传统针对目标点的“状态-量测”显式关联思路,基于随机有限集理论构建状态和量测集合,并引入自适应关联权重,建模“状态-量测”集合间的隐式映射关系。最后,为进一步融入“真实-虚假”目标的时空分布特征,采用高斯混合概率假设密度滤波方法求解上述过程,能够有效降低虚假目标干扰,并实现动态数目条件下目标的准确跟踪。利用TI公司的毫米波雷达在真实场景中开展了方法验证,于被测车辆前方布设同频雷达以施加射频干扰。干扰条件下,雷达谱底噪显著抬升,信噪比降至-10 dB以下。试验结果表明,该方法在目标交叉与遮挡等复杂场景中仍能实现稳定跟踪;虚假目标抑制性能卓越,使跟踪误差较其他算法降低约50%,充分验证了该方法的优异抗干扰性能。
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关键词
毫米波雷达
相干干扰
虚假目标
随机有限集
高斯混合概率假设密度
多目标轨迹跟踪
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职称材料
联合“状态估计-轨迹预测”的GNSS-RTK可信定位
2
作者
赵晨昊
张志勇
+2 位作者
方鑫
杜雪飞
谭锐
《仪器仪表学报》
北大核心
2025年第5期264-276,共13页
可靠、高精度的位置信息是保证无人运输列车安全行驶的前提条件,然而实际钢铁生产运输场景中多径干扰和信号遮挡会造成GNSS-RTK定位数据中出现大量伪固定解,导致列车定位结果不可信,严重威胁列车运行安全。针对上述问题,提出了一种联合...
可靠、高精度的位置信息是保证无人运输列车安全行驶的前提条件,然而实际钢铁生产运输场景中多径干扰和信号遮挡会造成GNSS-RTK定位数据中出现大量伪固定解,导致列车定位结果不可信,严重威胁列车运行安全。针对上述问题,提出了一种联合“状态估计-轨迹预测”一体化的GNSS-RTK可信定位方法。首先,构建了GNSS-RTK双差定位模型,并利用最小二乘算法实现GNSS-RTK浮点解的解算。在此基础上,提出了联合模糊度降相关与ratio校验的GNSS-RTK浮点解固定方法,实现了厘米级的高精度定位。进一步,针对多径干扰和信号遮挡场景下ratio校验固定阈值引入的伪固定解问题,不同于传统方法中依赖多源传感器感知信息进行交叉验证的思路,通过对比列车当前时刻位置状态估计结果与之前时刻预测轨迹之间的差异,挖掘列车运动轨迹时空特征,能够在不增加硬件设备的条件下,实现对GNSS-RTK伪固定解的快速识别与校准,提高列车定位结果的可靠性。最后,所提方法在半遮挡场景、城市峡谷场景和钢铁运输现场开展了实际测试。实验结果表明,其能够在实现GNSS-RTK高精度定位的同时,准确识别定位过程中输出的伪固定解数据,伪固定解识别率优于基于阈值检测和轨迹预测的异常定位检测方法,保障实际工业场景列车定位结果的高可靠性。
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关键词
GNSS-RTK定位
状态估计
轨迹预测
可信定位
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职称材料
题名
基于随机有限集理论的雷达抗干扰目标跟踪方法
1
作者
蒋康
张志勇
张振源
杜雪飞
谭锐
机构
重庆
交通大学信息科学与工程学院
重庆赛迪奇智人工智能科技有限公司
重庆
交通大学交通运输学院
出处
《仪器仪表学报》
北大核心
2025年第5期299-311,共13页
基金
重庆市渝中区技术创新与应用发展项目(20240103)资助。
文摘
在密集车辆感知场景中,由于在车辆间雷达发射信号缺少协调机制,使得接收雷达回波极易受到邻近车辆发射信号的干扰,导致雷达视野内产生虚假目标并引发真实目标跟踪失败。为解决上述挑战,提出一种基于高斯混合概率假设密度滤波的雷达抗干扰目标跟踪方法。首先,利用时频变换技术对雷达接收信号进行特征分析,阐明干扰信号对真实目标回波的影响机理。接着,考虑到干扰强度变化会造成检测目标时变,不同于传统针对目标点的“状态-量测”显式关联思路,基于随机有限集理论构建状态和量测集合,并引入自适应关联权重,建模“状态-量测”集合间的隐式映射关系。最后,为进一步融入“真实-虚假”目标的时空分布特征,采用高斯混合概率假设密度滤波方法求解上述过程,能够有效降低虚假目标干扰,并实现动态数目条件下目标的准确跟踪。利用TI公司的毫米波雷达在真实场景中开展了方法验证,于被测车辆前方布设同频雷达以施加射频干扰。干扰条件下,雷达谱底噪显著抬升,信噪比降至-10 dB以下。试验结果表明,该方法在目标交叉与遮挡等复杂场景中仍能实现稳定跟踪;虚假目标抑制性能卓越,使跟踪误差较其他算法降低约50%,充分验证了该方法的优异抗干扰性能。
关键词
毫米波雷达
相干干扰
虚假目标
随机有限集
高斯混合概率假设密度
多目标轨迹跟踪
Keywords
millimeter-wave radar
coherent interference
false targets
random finite set
Gaussian mixture probability hypothesis density
multi-target trajectory tracking
分类号
TN95 [电子电信—信号与信息处理]
TH89 [机械工程—精密仪器及机械]
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职称材料
题名
联合“状态估计-轨迹预测”的GNSS-RTK可信定位
2
作者
赵晨昊
张志勇
方鑫
杜雪飞
谭锐
机构
西南石油大学机电工程学院
重庆赛迪奇智人工智能科技有限公司
出处
《仪器仪表学报》
北大核心
2025年第5期264-276,共13页
基金
国家自然科学基金青年科学基金项目(62303386)
四川省自然科学基金面上项目(2024NSFSC0525)
重庆市渝中区技术创新与应用发展项目(20240103)资助。
文摘
可靠、高精度的位置信息是保证无人运输列车安全行驶的前提条件,然而实际钢铁生产运输场景中多径干扰和信号遮挡会造成GNSS-RTK定位数据中出现大量伪固定解,导致列车定位结果不可信,严重威胁列车运行安全。针对上述问题,提出了一种联合“状态估计-轨迹预测”一体化的GNSS-RTK可信定位方法。首先,构建了GNSS-RTK双差定位模型,并利用最小二乘算法实现GNSS-RTK浮点解的解算。在此基础上,提出了联合模糊度降相关与ratio校验的GNSS-RTK浮点解固定方法,实现了厘米级的高精度定位。进一步,针对多径干扰和信号遮挡场景下ratio校验固定阈值引入的伪固定解问题,不同于传统方法中依赖多源传感器感知信息进行交叉验证的思路,通过对比列车当前时刻位置状态估计结果与之前时刻预测轨迹之间的差异,挖掘列车运动轨迹时空特征,能够在不增加硬件设备的条件下,实现对GNSS-RTK伪固定解的快速识别与校准,提高列车定位结果的可靠性。最后,所提方法在半遮挡场景、城市峡谷场景和钢铁运输现场开展了实际测试。实验结果表明,其能够在实现GNSS-RTK高精度定位的同时,准确识别定位过程中输出的伪固定解数据,伪固定解识别率优于基于阈值检测和轨迹预测的异常定位检测方法,保障实际工业场景列车定位结果的高可靠性。
关键词
GNSS-RTK定位
状态估计
轨迹预测
可信定位
Keywords
GNSS-RTK positioning
state estimation
trajectory prediction
reliable localization GNSS positioning
trajectory motion characteristics
trusted data verification
data fusion
分类号
TN96 [电子电信—信号与信息处理]
TH89 [机械工程—精密仪器及机械]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于随机有限集理论的雷达抗干扰目标跟踪方法
蒋康
张志勇
张振源
杜雪飞
谭锐
《仪器仪表学报》
北大核心
2025
0
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
联合“状态估计-轨迹预测”的GNSS-RTK可信定位
赵晨昊
张志勇
方鑫
杜雪飞
谭锐
《仪器仪表学报》
北大核心
2025
0
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