【摘 要】
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分布式穿墙雷达组网利用多个探测节点发射电磁波对建筑墙体、丛林叶簇进行透视,完成对隐蔽目标的可靠侦测、位置确定和实时追踪,有效地维护了公共安全。针对分布式穿墙雷达领
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分布式穿墙雷达组网利用多个探测节点发射电磁波对建筑墙体、丛林叶簇进行透视,完成对隐蔽目标的可靠侦测、位置确定和实时追踪,有效地维护了公共安全。针对分布式穿墙雷达领域内目标跟踪的研究空白,本文从组网的时间配准、空间配准、目标成像后的动态跟踪等方面开展了相关研究工作,开展的研究工作如下:1、针对分布式穿墙雷达组网的应用场景和任务属性,研究了分布式探测网络的拓扑结构和工作流程,并基于双向时间测距方案研究了测距误差补偿方法,研究了两种节点自定位方法,提出了椭圆-双曲线定位算法,仿真验证了其定位准确度明显优于现有自定位方法。2、针对传统单视角穿墙雷达应用的局限性,研究了三种复杂环境目标运动模型,归纳了两类适用于分布式穿墙雷达组网的目标跟踪算法架构,即集中式跟踪和分布式融合。3、针对集中式目标跟踪问题,设计了特征融合-聚类检测-图像跟踪的三级信号处理架构。首先基于目标灰度值的概率统计特性,研究了基于目标特征信息的特征级融合算法,电磁仿真数据处理结果验证了合后目标图像的信噪比明显高于像素级加乘融合;其次基于图像聚类方法,研究了基于特征权重因子的雷达图像聚类算法,仿真数据说明算法有效提高了定位的精度;最后基于视频图像跟踪方法,研究了基于概率均值漂移的雷达图像跟踪算法,实现了漏检目标的检测、定位和跟踪。4、针对分布式目标融合问题,设计了点迹跟踪-轨迹融合的两级信号处理架构。首先基于多目标多模型跟踪算法,利用轨迹管理方法,改良了单站穿墙雷达机动目标跟踪算法,仿真验证了两目标下的探测性能;然后基于分布式轨迹融合算法,研究了基于加权距离的轨迹匹配算法,采用了基于最小行列式改良解的协方差交叉融合算法,实现了漏检目标的探测。
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