复杂环境下非椭圆扩展目标跟踪方法研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    61503293
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    22.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    F0604.机器感知与机器视觉
  • 结题年份:
    2018
  • 批准年份:
    2015
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2016-01-01 至2018-12-31

项目摘要

With the increasing improvement of radar, infrared, etc. sensor resolution, extended target tracking has become a key technology needed to solve both in military and civilian fields. However, faced with the influence of complex environments such as low probabilities of detection and recognition, high target missing rate, etc., and constrained by uncertainties like environmental clutter, number of targets and target shape, how to realize the unified and precise mathematical modeling of extended targets, and research on the corresponding tracking algorithms are key scientific issues of the current target tracking field to be solved. For the non-ellipsoidal extended target tracking problem, this project will focus on the following aspects: (1) Based on the random finite set theory, multiple extended-target modeling and tracking problems in complex environment will be researched; (2) Based on the fuzzy adaptive resonance theory (ART), introducing Bayesian theory, the problems of association event approximation and sub-target number estimation in linear filtering will be researched, respectively; (3) Based on the box particle filter, introducing the rectangular classification features of fuzzy ART, the problem of nonlinear filtering modeling will be researched. Research on the project has an important role for improving the extended-target modeling and corresponding tracking theory, and provides the corresponding theoretical and technical supports for the non-ellipsoidal extended targets in complex environment.
随着雷达、红外等传感器分辨率的不断提高,扩展目标跟踪已成为军事及民用领域中亟需解决的关键技术。然而,面对低检测率、低识别率和高丢失率等复杂环境的影响,以及受环境杂波、目标数目、目标形状等不确定因素的制约,如何对扩展目标进行统一而精确的数学建模并研究相应的跟踪算法是当前目标跟踪领域亟待解决的关键科学问题。本项目针对非椭圆扩展目标跟踪问题,重点开展以下研究:(1)以随机有限集理论为基础,研究复杂环境下多扩展目标的建模与跟踪问题;(2)以模糊自适应谐振理论为基础,引入贝叶斯理论,研究线性滤波中存在的关联事件近似和子目标数估计问题;(3)以箱粒子滤波为基础,引入模糊自适应谐振理论中的矩形分类特性,研究非线性滤波建模问题。本项目研究对完善扩展目标建模与相应的跟踪理论具有重要的作用,可为复杂环境下非椭圆扩展目标的跟踪提供相应的理论和技术支撑。

结项摘要

随着雷达、红外等传感器分辨率的不断提高,扩展目标跟踪已成为军事及民用领域中亟需解决的关键技术。然而,面对低检测率、低识别率和高丢失率等复杂环境的影响,以及受环境杂波、目标数目、目标形状等不确定因素的制约,如何对扩展目标进行统一而精确的数学建模并研究相应的跟踪算法是当前目标跟踪领域亟待解决的关键科学问题。本项目针对非椭圆扩展目标跟踪问题,重点研究多扩展目标的建模与跟踪、线性滤波中存在的关联事件近似和子目标数估计问题、非线性滤波建模等关键问题,取得了一系列创新性研究成果,主要包括:(1)针对多扩展目标的建模与跟踪问题,提出了基于模糊ART的量测划分方法,从而提高了跟踪系统的效率;(2)针对线性滤波中存在的关联事件近似和子目标数估计问题,提出了子椭圆数目可变的机动多椭圆扩展目标建模方法和扩展目标联合跟踪与分类PHD滤波,可有效提高非椭圆扩展目标的近似度和子目标数估计的精度,便于系统后期的分类和识别;(3)针对非线性滤波建模问题,结合粒子滤波与箱粒子滤波方法,提出了基于箱粒子的扩展目标随机有限集非线性滤波方法,在提高系统跟踪精度的同时大大降低了系统的整体运行时间。本项目圆满完成了项目申请书既定的研究内容,研究成果在武器装备和防御系统的推广应用方面具有重要的价值。

项目成果

期刊论文数量(10)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(7)
专利数量(4)
An ellipse extended target CBMeMBer filter using gamma and box-particle implementation
使用伽马和盒粒子实现的椭圆扩展目标 CBMeMBer 滤波器
  • DOI:
    10.1016/j.sigpro.2018.03.002
  • 发表时间:
    2018-08
  • 期刊:
    Signal Processing
  • 影响因子:
    4.4
  • 作者:
    Zhang Yongquan;Ji Hongbing;Gao Xinbo;Hu Qi
  • 通讯作者:
    Hu Qi
A standard PHD filter for joint tracking and classification of maneuvering extended targets using random matrix
使用随机矩阵对机动扩展目标进行联合跟踪和分类的标准 PHD 滤波器
  • DOI:
    10.1016/j.sigpro.2017.10.026
  • 发表时间:
    2018-03-01
  • 期刊:
    SIGNAL PROCESSING
  • 影响因子:
    4.4
  • 作者:
    Hu, Qi;Ji, Hongbing;Zhang, Yongquan
  • 通讯作者:
    Zhang, Yongquan
Data association for extended target tracking by BP
BP 扩展目标跟踪的数据关联
  • DOI:
    10.1049/iet-rsn.2018.5273
  • 发表时间:
    2018-12-01
  • 期刊:
    IET RADAR SONAR AND NAVIGATION
  • 影响因子:
    1.7
  • 作者:
    Su, Zhenzhen;Ji, Hongbing;Zhang, Yongquan
  • 通讯作者:
    Zhang, Yongquan
Tracking of maneuvering non-ellipsoidal extended target with varying number of sub-objects
具有不同数量子对象的机动非椭球扩展目标的跟踪
  • DOI:
    10.1016/j.ymssp.2017.06.013
  • 发表时间:
    2018-01-15
  • 期刊:
    MECHANICAL SYSTEMS AND SIGNAL PROCESSING
  • 影响因子:
    8.4
  • 作者:
    Hu, Qi;Ji, Hongbing;Zhang, Yongquan
  • 通讯作者:
    Zhang, Yongquan
基于椭圆RHM的扩展目标伯努利滤波算法
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    系统工程与电子技术
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张永权;张海涛;姬红兵
  • 通讯作者:
    姬红兵

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其他文献

Cross-coupled fuzzy logic sliding mode control of dual-driving feed system
双驱动进给系统交叉耦合模糊逻辑滑模控制
  • DOI:
    10.1177/1687814018755518
  • 发表时间:
    2018-02
  • 期刊:
    Advances in Mechanical Engineering
  • 影响因子:
    2.1
  • 作者:
    卢红;范维;张永权;凌鹤;王少军;ESSA;段蒙
  • 通讯作者:
    段蒙
Analysis of dynamic characteristic for misalignment-spline gear shaft based on whole transfer matrix method
基于整体传递矩阵法的不对中花键齿轮轴动态特性分析
  • DOI:
    10.21595/jve.2017.18761
  • 发表时间:
    2018-05
  • 期刊:
    Journal of Vibroengineering
  • 影响因子:
    1
  • 作者:
    苏宪刚;卢红;张新宝;范维;张永权
  • 通讯作者:
    张永权
Analytical model of multi-step straightening process for linear guideways considering neutral axis deviation
考虑中性轴偏差的直线导轨多步矫直过程解析模型
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    Symmetry
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张永权;卢红;凌鹤;连洋;马明天
  • 通讯作者:
    马明天
直线导轨的矫直及其直线度的误差评定
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    机械设计与制造
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    马晓峰;卢红;张永权;高圣
  • 通讯作者:
    高圣
米诺环素治疗外周神经损伤所致神经病理性痛的时间窗
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
    西安交通大学学报(医学版)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张永权;鹿欣;每晓鹏;刘蕊
  • 通讯作者:
    刘蕊

其他文献

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相似海外基金

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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