基于模糊推理的空中目标意图识别
发布时间：2021-06-13 21:38
目标意图识别是战场态势分析和指挥决策的重要依据之一。现有的意图识别方法在利用目标特征推断其意图时,通常需要大量先验信息来建立目标状态与意图之间的关系。针对空中目标,定义了一种用于意图识别的航向变化趋势特征,提出了一种空中目标意图识别方法。该方法利用上述特征与目标的高度、速度和航向等目标状态以及专家知识,构建模糊推理模型,制定模糊推理规则,实现了空中目标意图识别。仿真试验结果验证了方法的可行性与有效性。
【文章来源】：指挥信息系统与技术. 2020,11(03)
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
相对航向角示意图目标转向
中中相对航向角大中/大小中中大小中/大中大转向趋势———朝向偏离——偏离朝向朝向意图撤离搜索搜索搜索撤离撤离突防搜索突防搜索速度高高高高高高高高高度低低低低高高高高距离近近近近中/远中/远中/远中/远相对航向角小中中大小中中大转向趋势—朝向偏离——朝向偏离—意图攻击攻击突防突防搜索搜索撤离撤离图4输入输出量隶属度函数表2意图时间关系表时间/s439528498110目标1搜索—突防攻击—突防目标2搜索突防——攻击—目标3搜索—————时间/s115147156159169195目标1—攻击—突防—撤离目标2突防—撤离———目标3————撤离—47
和曲线段。实时意图识别中所需的是目标当前运动将要产生的航迹段形状，即目标正在做直线或曲线运动。文献[1213]提出先对每一时刻的航向进行量化编码，再选取一定时间内的航迹段序列，最后基于概率模型进行识别。但该方法的量化航迹段的时间范围难以确定且计算量较大，不适用于高速运动的空中目标。本文直接用目标航迹采样点计算曲率，以向量叉积判断方向，并综合两者得出转向参数。因此，目标转向趋势可用目标航迹段曲率表示。本文取经过关联和融合后的系统航迹上的A、B和C3个点，航迹段曲率计算如图3所示。本文利用B点计算航迹段曲率如下：Curv=sin(180-a)0.5D（1）其中，D为A和C之间的距离；a为∠ABC的角度。曲率大小反映了曲线的弯曲程度，而弯曲方向需要用曲率符号表示。本文设向左为正，则曲率符号可通过平面向量叉乘确定[14]，具体方法如下：sign(Curv)=sign(AB×AC)（2）其中，AB和AC分别为(x1,y1),(x2,y2)，则有：AB×AC=x1y2-x2y1（3）采用该方法计算曲率时，航迹点的量测误差会导致曲率的波动，特别是在直线运动时，曲率符号会反复变化。为了减小随机误差，可采用滑动时间窗口内的采样点计算平均曲率，同时设置阈值，当曲率小于阈值时认为曲率为0，目标近似直线运动。如图2所示，以目标航向向量α所在直线将我方相对敌方的位置划分为左侧和右侧，以sign(α×β)表示，本文设左侧为正。将目标航迹段曲率和我方相对敌方的位置联系起来判断目标的转向趋势，方法如下：T={Curv×sign(α×β)α×β≠0Curvα?
【参考文献】：
期刊论文
[1]反应堆控制对象在线模糊预测模型研究[J]. 廖龙涛,陈智,尤恺. 上海交通大学学报. 2018(S1)
[2]应用于目标追踪决策的水下目标意图分析方法[J]. 李德隆,刘阳,徐红丽,张瑶,李冬冬. 计算机应用与软件. 2017(09)
[3]基于模糊推理的驾驶员换道模型[J]. 李娟,曲大义,刘聪,刘冬梅,贾彦峰. 济南大学学报(自然科学版). 2017(05)
[4]基于时空维度分析的战场态势预测方法[J]. 方冰,张翠侠. 指挥信息系统与技术. 2017(01)
[5]基于时序特征编码的目标战术意图识别算法[J]. 欧微,柳少军,贺筱媛,郭圣明. 指挥控制与仿真. 2016(06)
[6]基于在线评论的品牌再购意向模糊推理方法[J]. 戚方丽,崔雪莲,那日萨. 山东大学学报(理学版). 2015(07)
[7]基于贝叶斯网络的防空目标攻击意图评估[J]. 陈霞. 舰船电子工程. 2014(06)
[8]用于战术意图识别的动态序列贝叶斯网络[J]. 葛顺,夏学知. 系统工程与电子技术. 2014(01)
[9]基于BP网络与D-S证据理论的态势估计问题研究[J]. 周国祥,许锦洲,韦晓萍. 舰船电子工程. 2013(08)
[10]基于MEBN的战术级空中目标意图识别[J]. 王昊冉,老松杨,白亮,刘钢. 火力与指挥控制. 2012(10)
本文编号：3228387
【文章来源】：指挥信息系统与技术. 2020,11(03)
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
相对航向角示意图目标转向
中中相对航向角大中/大小中中大小中/大中大转向趋势———朝向偏离——偏离朝向朝向意图撤离搜索搜索搜索撤离撤离突防搜索突防搜索速度高高高高高高高高高度低低低低高高高高距离近近近近中/远中/远中/远中/远相对航向角小中中大小中中大转向趋势—朝向偏离——朝向偏离—意图攻击攻击突防突防搜索搜索撤离撤离图4输入输出量隶属度函数表2意图时间关系表时间/s439528498110目标1搜索—突防攻击—突防目标2搜索突防——攻击—目标3搜索—————时间/s115147156159169195目标1—攻击—突防—撤离目标2突防—撤离———目标3————撤离—47
和曲线段。实时意图识别中所需的是目标当前运动将要产生的航迹段形状，即目标正在做直线或曲线运动。文献[1213]提出先对每一时刻的航向进行量化编码，再选取一定时间内的航迹段序列，最后基于概率模型进行识别。但该方法的量化航迹段的时间范围难以确定且计算量较大，不适用于高速运动的空中目标。本文直接用目标航迹采样点计算曲率，以向量叉积判断方向，并综合两者得出转向参数。因此，目标转向趋势可用目标航迹段曲率表示。本文取经过关联和融合后的系统航迹上的A、B和C3个点，航迹段曲率计算如图3所示。本文利用B点计算航迹段曲率如下：Curv=sin(180-a)0.5D（1）其中，D为A和C之间的距离；a为∠ABC的角度。曲率大小反映了曲线的弯曲程度，而弯曲方向需要用曲率符号表示。本文设向左为正，则曲率符号可通过平面向量叉乘确定[14]，具体方法如下：sign(Curv)=sign(AB×AC)（2）其中，AB和AC分别为(x1,y1),(x2,y2)，则有：AB×AC=x1y2-x2y1（3）采用该方法计算曲率时，航迹点的量测误差会导致曲率的波动，特别是在直线运动时，曲率符号会反复变化。为了减小随机误差，可采用滑动时间窗口内的采样点计算平均曲率，同时设置阈值，当曲率小于阈值时认为曲率为0，目标近似直线运动。如图2所示，以目标航向向量α所在直线将我方相对敌方的位置划分为左侧和右侧，以sign(α×β)表示，本文设左侧为正。将目标航迹段曲率和我方相对敌方的位置联系起来判断目标的转向趋势，方法如下：T={Curv×sign(α×β)α×β≠0Curvα?
【参考文献】：
期刊论文
[1]反应堆控制对象在线模糊预测模型研究[J]. 廖龙涛,陈智,尤恺. 上海交通大学学报. 2018(S1)
[2]应用于目标追踪决策的水下目标意图分析方法[J]. 李德隆,刘阳,徐红丽,张瑶,李冬冬. 计算机应用与软件. 2017(09)
[3]基于模糊推理的驾驶员换道模型[J]. 李娟,曲大义,刘聪,刘冬梅,贾彦峰. 济南大学学报(自然科学版). 2017(05)
[4]基于时空维度分析的战场态势预测方法[J]. 方冰,张翠侠. 指挥信息系统与技术. 2017(01)
[5]基于时序特征编码的目标战术意图识别算法[J]. 欧微,柳少军,贺筱媛,郭圣明. 指挥控制与仿真. 2016(06)
[6]基于在线评论的品牌再购意向模糊推理方法[J]. 戚方丽,崔雪莲,那日萨. 山东大学学报(理学版). 2015(07)
[7]基于贝叶斯网络的防空目标攻击意图评估[J]. 陈霞. 舰船电子工程. 2014(06)
[8]用于战术意图识别的动态序列贝叶斯网络[J]. 葛顺,夏学知. 系统工程与电子技术. 2014(01)
[9]基于BP网络与D-S证据理论的态势估计问题研究[J]. 周国祥,许锦洲,韦晓萍. 舰船电子工程. 2013(08)
[10]基于MEBN的战术级空中目标意图识别[J]. 王昊冉,老松杨,白亮,刘钢. 火力与指挥控制. 2012(10)
本文编号：3228387
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