多传感器目标跟踪信息融合与平台管理方法研究

With the rapid development of information technology and sensor technology, target tracking based on multi-platform multi-sensor multi-source information fusion has attracted widespread attention, since it performs well in tracking and surviving. Therefore, the research on methods of information fusion and platform management has become a hot issue of target tracking. Based on stochastic finite set theory, Bayes theory, information theory and information fusion theory, this project is focused on the following research contents: (1) For the modeling the heterogeneous multi-source information fusion structure, the information fusion structure method based on conditional combination will be researched; (2) For the multi-platform target tracking, the method of trajectory association and fusion based on probability hypothesis density will be researched. (3) For the platform management, the cost function modeling method based on the maximization of effective information gain will be researched. This research aims to improve the multi-source information fusion theory and multi-target tracking theory and enhance the overall strength of China's electronic warfare system.

随着信息技术和传感器技术的飞速发展，基于多平台多传感器多源信息融合的目标跟踪技术因其在跟踪性能和系统生存能力等方面的良好表现而受到广泛关注。因此，研究适用于多传感器目标跟踪信息融合与平台管理方法已成为目标跟踪领域的热点问题。本项目以随机有限集理论、贝叶斯理论、信息论、信息融合理论等为基础，重点开展以下研究内容：（1）在异类多源信息融合结构方面，研究基于条件组合的信息融合结构建模方法；（2）在多平台目标跟踪方面，研究基于概率假设密度的航迹关联与融合方法；（3）在平台管理方面，研究基于有效信息增益最大化的代价函数建模方法。本项目旨在完善多源信息融合理论和多目标跟踪理论，为提升我国防御体系的整体性能提供理论和技术支撑。

本项目紧密结合复杂环境下多传感器目标跟踪系统的军事需求和特点，在借鉴多源信息融合、多目标跟踪、随机集滤波理论、信息论的相关研究成果的基础上，完成了适用于复杂情况下的多源信息融合多目标跟踪方法体系，为新一代无人机载多源信息融合目标跟踪系统的实现，提供了相关的理论和技术支撑。根据研究计划，我们主要开展了异类多源信息融合结构设计、多平台多目标跟踪多平台/多站控制与管理等三个方面的研究。具体包括：（A）关于多传感器量测信息融合不充分引起的传感器更新顺序问题，研究基于量测划分的多传感器概率假设密度（MD-IC-PHD）滤波算法；此外，多传感器伪似然函数构建不准确引起的漏检和虚警问题，研究基于条件组合的多传感器概率假设密度（TS-PM-PHD）滤波算法；（B）关于因目标的特性、传感器的种类和噪声的影响等不确定因素引起的量测噪声和检测概率未知问题，研究未知新生密度CBMeMBer滤波算法。此外，关于复杂形式下的多传感器航迹融合问题，研究多伯努利参数集关联与融合方法；（C）关于因目标强机动、目标散射以及传感器性能不稳定引起的噪声种类多样性问题，研究基于学生t分布的混合势CBMeMBer滤波算法；此外，针对筛选类关联方法对密集分布目标的数据关联准确率低和计算复杂的问题，研究基于多向次序关联的AOA量测数据关联算法；已圆满完成原定计划任务，同时根据相关理论的发展和研究中发现的新问题，进行了相关的拓展研究，取得了丰富的研究成果。