量测点迹空间聚类的多传感器多帧检测算法

张佳琦, 陶海红, 张修社

(1. 西安电子科技大学雷达信号处理国家重点实验室, 陕西 西安 710071;2. 西安导航技术研究所, 陕西 西安 710068)

0 引 言

传统的多目标跟踪方法利用传感器门限检测后的量测点迹进行多帧相关处理生成目标航迹,常用的方法包括全局最近邻跟踪算法[1]、联合概率数据关联算法[2]、多假设跟踪算法[3]、随机有限集跟踪算法[4]等。随着目标隐身特性的不断提升,传统的基于门限检测的多目标跟踪算法难以对隐身目标进行连续、稳定的跟踪。针对以上问题,有学者提出了多帧检测算法(multi-frame detection, MFD)[5-8],该技术联合处理多帧未经门限检测的原始数据,通过积累帧间量测点迹的幅度信息,实现微弱目标的检测。MFD算法的研究方向包括机动目标的MFD算法[9-12]、多目标场景的MFD算法[13-15]、多目标临近场景的MFD算法[16-17]、两级处理结构的MFD算法[18-19]、迭代框架的MFD算法[20-21]、针对检测场景的杂波分布和目标特性开展的MFD算法[22-23]等。然而,随着作战环境的日趋复杂,单装设备容易受到主/被动干扰产生大量杂波/噪声,导致单装设备的MFD算法运算复杂度高且虚假目标多。

利用多传感器组网不易受到干扰这一特性,有学者提出了基于多传感器组网的MFD算法,按照数据处理方式划分,多传感器MFD算法分为集中式MFD算法(centralize fusion MFD, CF-MFD)[24]和分布式MFD 算法(distributed fusion MFD, DF-MFD)[25-28]。其中,CF-MFD算法在融合中心处理全部量测点迹,能够充分保留多部传感器的原始量测点迹的幅度信息以提升微弱目标的检测概率,但会大幅增加算法的运算复杂度,且会产生大量虚假目标。……