[發(fā)明專利]單一航跡智能合成方法及裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010803312.1
• 申請日: 2020-08-11
• 公開（公告）號: CN111898755B
• 公開（公告）日: 2023-09-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 崔亞奇;劉瑜;郝延飚;劉傳輝;宋偉健;劉克;修建娟;董凱;張翔宇
• 申請（專利權(quán)）人: 中國人民解放軍海軍航空大學(xué)
• 主分類號: G06N3/08
• 分類號: G06N3/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明提供了單一航跡智能合成方法及裝置，方法包括：廣泛收集待解決單一航跡合成問題相關(guān)航跡，建立單一航跡合成基礎(chǔ)數(shù)據(jù)集；基于前饋網(wǎng)絡(luò)、循環(huán)網(wǎng)絡(luò)和注意力機制，設(shè)計單一航跡合成網(wǎng)絡(luò)；按照單一航跡合成網(wǎng)絡(luò)的輸入和輸出要求，構(gòu)建單一航跡合成網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練數(shù)據(jù)集；采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練方法，對單一航跡合成網(wǎng)絡(luò)進行訓(xùn)練尋優(yōu)，得到具體的單一航跡合成網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)；在線部署已訓(xùn)練好的單一航跡合成網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)，向網(wǎng)絡(luò)實時輸入同一目標多源航跡，網(wǎng)絡(luò)實時輸出合成的單一航跡。本發(fā)明實施例提供方案有效克服了現(xiàn)有方法假設(shè)過多、實際效果不可控，應(yīng)用范圍有限的不足，為實際工程應(yīng)用提供了有效、有用的單一航跡合成方法。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及多源航跡融合技術(shù)，更具體地，本發(fā)明涉及單一航跡智能合成方法及裝置，適用于雷達組網(wǎng)和多源信息融合領(lǐng)域中同一目標多源航跡合成單一航跡問題。

背景技術(shù)

多源航跡融合是對來自不同平臺不同手段的多源多目標航跡進行綜合處理，以生成連續(xù)、穩(wěn)定、精確的單一航跡，其中單一航跡是指一個目標唯一對應(yīng)一條航跡，不存在冗余航跡，即多條航跡對應(yīng)一個目標的情況。多源航跡融合主要包括目標航跡關(guān)聯(lián)和單一航跡合成兩大核心關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)。其中目標航跡關(guān)聯(lián)是在多目標環(huán)境下，對源于同一目標的多源航跡進行判別，構(gòu)建多源航跡目標關(guān)聯(lián)關(guān)系。而單一航跡合成則是在目標航跡關(guān)聯(lián)基礎(chǔ)上，根據(jù)多源航跡目標關(guān)聯(lián)關(guān)系，進一步對同一目標的多源航跡進行融合處理，合成連續(xù)、穩(wěn)定、精確的目標航跡?？梢姡繕撕桔E關(guān)聯(lián)是單一航跡生成的前提和基礎(chǔ)，決定了多源航跡融合的性能下界，而單一航跡合成則對最終生成的單一航跡質(zhì)量具有直接影響，關(guān)乎多源航跡融合的性能上界。單一航跡合成作為多源航跡融合中的重要問題，自20世紀70年代初開始，就出現(xiàn)了相關(guān)研究，至今，仍是重要研究熱點?，F(xiàn)有研究思路一般是把單一航跡合成問題看作狀態(tài)估計融合問題，基于狀態(tài)估計理論，利用Kalman濾波、Unscented?Kalman濾波、粒子濾波等典型濾波估計方法，結(jié)合具體的融合處理結(jié)構(gòu)開展研究。比較典型的研究成果有集中式狀態(tài)估計融合、分布式狀態(tài)估計融合、帶反饋信息的分布式狀態(tài)估計融合以及異步狀態(tài)估計融合等，它們具有理論性強、推導(dǎo)嚴謹、結(jié)果準確的優(yōu)點。然而由于基于狀態(tài)估計理論進行融合處理，需對目標運動模型和信源量測模型進行假設(shè)建模，現(xiàn)有方法在實際運用中，存在假設(shè)過多，所建模型與實際情況不一致、不匹配的問題，致使實際運用效果不可控，實際應(yīng)用場景受限。例如，在實際運用中，現(xiàn)有方法經(jīng)常會出現(xiàn)低質(zhì)量信源航跡污染高質(zhì)量信源航跡現(xiàn)象，導(dǎo)致合成航跡不穩(wěn)定性顯著增大，其航跡質(zhì)量不僅無法逼近達到理論最優(yōu)界，甚至可能低于原有最低航跡質(zhì)量。為此，在工程實際中，為首先確保合成航跡的穩(wěn)定性，避免相互污染問題，經(jīng)常采用選主站的折中方法，即選擇性能穩(wěn)定、精確性高的信源航跡作為最終目標單一航跡。雖然選主站可保障合成航跡的穩(wěn)定性，但卻無法有效融合多源航跡，各取所長，實現(xiàn)合成航跡質(zhì)量的提升，達到航跡融合的根本目的。綜上可知，現(xiàn)有單一航跡合成方法存在假設(shè)過多、實際效果不可控，應(yīng)用范圍有限的問題，而實際工程中常常采用的選主站方法又無法實現(xiàn)航跡真正融合，因此亟需一種單一航跡智能合成方法及裝置，既能適用于工程實際情況，又能有效融合多源航跡，提升航跡質(zhì)量。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明實施例的目的是基于機器學(xué)習(xí)和深度學(xué)習(xí)理論方法，提供單一航跡智能合成方法及裝置，解決現(xiàn)有單一航跡合成方法假設(shè)過多、實際效果不可控，應(yīng)用范圍有限的問題，為實際工程運用提供適應(yīng)性強、實用效果好的單一航跡合成方法和裝置。具體技術(shù)方案如下：

第一方面，本發(fā)明實施例提供了單一航跡智能合成方法，所述方法包括：

廣泛收集待解決單一航跡合成問題同一目標多源輸入原始航跡和期望輸出合成航跡，經(jīng)樣本構(gòu)建和錯誤剔除，建立單一航跡合成基礎(chǔ)數(shù)據(jù)集；

基于前饋網(wǎng)絡(luò)、循環(huán)網(wǎng)絡(luò)和注意力機制，設(shè)計單一航跡合成網(wǎng)絡(luò)；

基于單一航跡合成基礎(chǔ)數(shù)據(jù)集，按照單一航跡合成網(wǎng)絡(luò)的輸入和輸出要求，經(jīng)時間對齊和信息補全，構(gòu)建單一航跡合成網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練數(shù)據(jù)集；

利用單一航跡合成網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練數(shù)據(jù)集，采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練方法，對單一航跡合成網(wǎng)絡(luò)進行訓(xùn)練尋優(yōu)，得到具體的單一航跡合成網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)；