基于目标间拓扑信息和运动信息的联合目标选择算法

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1、航空学报ActaAeronauticaetAstronauticaSinicaFeb．252014V01．35No．2516．522ISSN1000．6893ON11．1929／Vhttp：／／hkxb．buaa．edu．cahkxb@buaa．edu．cn基于目标问拓扑信息和运动信息的联合目标选择算法王国宏*，陈泽元，吴巍，易哲海军航空Z-程学院信息融合技术研究所，山东烟台264001摘要：针对单纯利用目标之间拓扑信息无法对具有旋转对称图形结构的编队中的目标进行选择识别的问题，提出了一种基于目标间拓扑信息和运动信

2、息的联合目标选择算法。首先由编队中各目标划分出若干个三角形结构元，根据结构元中每个顶点的运动信息，定义出该结构元的运动信息，然后结合该结构元的拓扑信息，综合为一个归一化量值来考察不同结构元之间的相似度，以求进一步选择出旋转对称编队中的指定目标。仿真结果表明，与单纯利用拓扑信息识别的算法相比，本算法可较好地选择具有旋转对称图形结构的编队中的指定目标。关键词：拓扑；运动信息；目标选择；旋转对称；结构元中图分类号：V246；TJ761．1+4文献标识码：A文章编号：1000—6893(2014)02—0516—07在末制

3、导阶段对编队中指定目标的选择识别是反舰导弹(Anti-ShipMissile，ASM)打击目标的关键一步[1巧]。文献[63提出了一种利用目标参照拓扑关系进行弥散化处理，通过模糊模式识别进行分析来选择预定攻击目标的方法，该方法在目标密集、编队飞行等场景下具有较高的关联精度，并且受系统偏差和随机观测误差的影响较小，具有较高的鲁棒性。但该方法在坐标转换后由于传感器平台定位误差会引起量测的旋转和平移，不能有效建立目标参照拓扑矩阵[7]。针对这一问题，文献[7]提出了通过对目标之间的拓扑信息划分出若干个结构元，根据各个结构

4、元的边长信息，进行模糊匹配和搜索，找到最佳的关联拓扑组，为数据关联和配准提供进一步校准的先验信息。该方法在平台定姿定位误差较大且传统方法失效的情况下，具有较高的关联准确度和鲁棒性。然而该方法只考虑了结构元的边长标量信息，无法对具有旋转对称图形结构的编队中的指定目标进行选择识别。文献[8]研究了基于几何散列法和平均Hausdorff距离(MeanHausdorffDistance，MHD)的点集匹配方法选择编队预定目标，具有平移和旋转不变性，运用该方法正确选择预定目标的概率高于传统的瞄准点选择方法。对于点集形状具有对

5、称性的情况，该文献采取了两个旋转角最小的点集进行匹配的方法，但该方法使用的前提是编队始终保持同一航向。若航向发生变化，该方法性能会有所下降。为了解决利用拓扑信息识别法在识别旋转对称图形结构的编队中的目标会出现多义性的问题，本文利用编队航向与编队拓扑结构的关系，提出了一种基于目标间拓扑信息和运动信息的联合目标选择算法。收稿日期：2013·05-17；退修日期：2013—08—29；录用日期：2013．09．28：网络出版时间：2013．10．1810：03网络出版地址：WWW．cnkinet／kcms／detail／

6、11．1929．V．201310181003．001htmI基金项目：航空科学基金(20115584006)*通讯作者．Tel．：0535-6635663E-mail：wangguohong@vip．sina．com礅用格武lWangGH．ChenZYtWuW．etal．Jointtargetselectionalgorithmbasedontargettopologyandmovementinformation[J]．ActaAeronauticaetAstronauticaSinica，2014，35(2)：5

7、16·522．王国宏．陈泽元．吴巍，等．基fg标阃拓扑信息和运动信息的联合目标选择算法!JIi航空学报．2014．35(2)：516—522．王国宏等：基于目标间拓扑信息和运动信息的联合目标选择算法1基于目标间拓扑信息和运动信息的联合目标选择算法模型1．1问题描述利用舰艇编队队形结构相对稳定的特点，在导弹发射之前需要将由火控雷达探测到的目标编队的识别信息装订到导弹程序中[9]，末制导雷达开机后，利用拓扑信息不易受雷达系统量测误差影响的特点，对雷达量测进行滤波，得到实时的目标拓扑信息，与导弹装订的目标编队信息做比较，

8、从而识别出目标编队中的指定打击目标，对其进行跟踪Do-lz]。然而单纯利用目标间的拓扑信息无法对具有旋转对称图形结构的编队中的指定目标进行识别，在此基础上，考虑编队运动信息的因素，就可以较为准确地解决以上问题。在编队的所有目标中，任意选择3个目标作为三角形的顶点，可以构成一个结构元。采用三角形结构元的优点是图形简单且稳定性高。因为编队整体运动相对统一稳定，属