大规模被动传感器系统的并行粒子滤波理论与算法研究

基本信息
批准号:61301074
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:24.00
负责人:李良群
学科分类:
依托单位:深圳大学
批准年份:2013
结题年份:2016
起止时间:2014-01-01 - 2016-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:李东伟,范恩,曾国亮,王永林,易正龙,侯超
关键词:
积分规则GaussHermite大规模被动传感器系统模糊信息处理非线性非高斯并行粒子滤波
结项摘要

To the large-scale, nonlinear and non-Gaussian observation data processing need in large-scale passive sensor system, this project will explore the high-precision parallel particle filter theory and algorithms, and make its basically meet the need of the nonlinear filtering theory and application for large-scale passive sensor system. To the problem of filter processing for large-scale large-interval observation data, the project will study the combination of the characteristics of the target with parallel structure model, and the parallel particle filter theory for large-scale passive sensor system will be established by integrating the target characteristics. Combined Gauss-Hermite quadrature rules with fuzzy mathematics principle, the project will research the choice of importance density function in aperiodic large-interval environment, nonlinear approximation, the weight calculation of particle on condition of priori lack, and will propose parallel fuzzy quadrature particle filter algorithm based on the Gauss-Hermite quadrature. To solve the filter problem of non-linear non-Gaussian observation data, the project will research the Gaussian sum approach that can be used to approximate non-Gaussian noise, and will propose parallel fuzzy Gaussian sum particle filter algorithm for non-linear non-Gaussian environment. The research results can not only solve the nonlinear filtering of large-scale passive sensor system, and can be extended to other field of nonlinear filtering and target tracking.

本项目以大规模被动传感器系统中大规模、非线性、非高斯观测数据的处理需求为基本背景,探索以并行高精度为目标的并行粒子滤波理论和算法,使之基本满足大规模被动传感器系统中非线性滤波理论和应用的需要。 针对大规模大间隔观测数据的滤波处理问题,研究目标特性与并行结构模型的结合,建立融合目标特性的大规模被动传感器系统的并行粒子滤波理论;结合Gauss-Hermite积分规则和模糊数学原理,研究非周期大间隔情况下的重要性密度函数的构建、免重采样的非线性近似、先验不足条件下粒子权值的计算等问题,提出基于Gauss-Hermite积分的免重采样并行模糊积分粒子滤波算法;为解决非线性非高斯观测数据的滤波处理问题,研究利用高斯和方法近似非高斯噪声,提出适用于非线性非高斯环境的并行模糊高斯和粒子滤波算法。研究成果不仅可以解决大规模被动传感器系统的非线性滤波问题,而且可以推广到其它非线性滤波领域和目标跟踪领域。

项目摘要

本项目对大规模被动传感器系统中大规模、非线性、非高斯观测数据的处理进行了深入研究,提出了一系列可行的粒子滤波方法和并行粒子滤波方法,涉及工作主要包括以下三个方面:1)建立了适合大规模被动传感器系统的并行粒子滤波理论,以及大间隔数据环境重要性密度函数构建理论;2)研究了大规模被动传感器系统基于Gauss-Hermite积分的粒子滤波方法,提出一种基于Gauss-Hermite积分模糊积分粒子滤波算法(FQPF)、一种基于模糊积分粒子滤波的被动目标跟踪方法、一种大规模被动传感器系统模糊高斯和积分粒子滤波器和一种并行模糊高斯和粒子滤波方法和被动目标跟踪方法。3)针对大规模被动传感器系统环境融入目标特性的辅助粒子滤波方法,提出了能够有效融入目标特性的基于Gauss-Hermite的辅助积分粒子滤波器和一种辅助截断粒子滤波算法及纯方位机动目标跟踪方法;4)针对大规模被动传感器系统中的数据关联和机动目标跟踪方法,提出多种被动目标跟踪和数据关联算法。研究成果不仅可以解决大规模被动传感器系统的非线性、非高斯观测数据的滤波问题,而且可以推广到其它非线性非高斯滤波领域。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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