Algoritmo de detecção de alvos no espaço de mapas estelares baseado em correspondência húngara multicaracterística

NIU Haipeng ,  

HUANG Yawei ,  

摘要

O algoritmo Húngaro tradicional apresenta quatro limitações na detecção de alvos no espaço de mapas estelares: falta de previsão de movimento, busca global redundante, características de correspondência únicas e pesos fixos que carecem de adaptabilidade. Em cenários complexos com coexistência de alvos de alta e baixa velocidade, aproximação densa de objetivos, variação dinâmica no tamanho e baixa relação sinal-ruído, essas deficiências levam a uma redução significativa na precisão de detecção e na consistência de identidade. Este artigo propõe um algoritmo de correspondência Húngara melhorado baseado em um avanço progressivo multicaracterística, introduzindo inicialmente um filtro de Kalman para prever a posição e velocidade do alvo, substituindo a posição observada estática pela posição prevista para construir o custo de correspondência; em seguida, utiliza a matriz de covariância da previsão de Kalman para construir um portão de distância de Mahalanobis, limitando o espaço de busca da correspondência Húngara de global para uma região local dentro do elipsoide previsto; depois, projeta um mecanismo de peso dinâmico multicaracterística para ajustar adaptativamente a contribuição do custo de cada característica com base na confiabilidade em tempo real da posição, área e proporção de aspecto; finalmente, introduz um mecanismo de penalização de anomalias que impõe custo adicional aos candidatos de correspondência com alterações anômalas na área e proporção de aspecto. Os resultados experimentais em cinco cenários simulados representativos de mapas estelares (alvos de múltiplas velocidades, aproximação densa de alvos, mistura de múltiplos mecanismos, alta densidade de alvos e baixa relação sinal-ruído) demonstram que o algoritmo proposto alcança um MOTA médio de 88,3%, superando o algoritmo Húngaro tradicional (82,4%) em 5,9 pontos percentuais, o algoritmo PPMHT (64,6%) em 23,7 pontos e o algoritmo do vizinho mais próximo (82,3%) em 6,0 pontos; um IDF1 médio de 65,8%, superando o algoritmo Húngaro tradicional (56,3%) em 9,5 pontos e o PPMHT (50,0%) em 15,8 pontos; um IDS médio de 1,6 vezes, inferior ao algoritmo Húngaro tradicional (3,9 vezes) em 2,3 vezes e inferior ao algoritmo do vizinho mais próximo (5,2 vezes) em 3,6 vezes; o tempo médio de execução é de 41,2 ms/quadros, atendendo aos requisitos em tempo real. Os experimentos de ablação mostram que as quatro melhorias progressivas — previsão de Kalman, portão de Mahalanobis, peso dinâmico e penalização de anomalias — contribuem respectivamente com ganhos de MOTA de 8,8, 6,5, 3,2 e 1,2 pontos percentuais. O algoritmo proposto, por meio de uma estrutura de melhoria progressiva em quatro dimensões, alcança um equilíbrio eficaz entre precisão de detecção, consistência de identidade e eficiência computacional, fornecendo uma solução eficaz para a associação entre quadros confiável de alvos no espaço de mapas estelares.

关键词

Detecção de alvos no espaço de mapas estelares; Algoritmo Húngaro; Otimização multicaracterística; Filtro de Kalman; Portão de distância de Mahalanobis; Peso dinâmico

阅读全文

以上内容由讯飞翻译自动生成,翻译内容仅供参考。对于因使用本网站翻译内容产生的相关后果,本网站不承担任何商业和法律责任。

The above content is generated by Large Model Translation. The translated content is for reference only. We do not assume any commercial or legal responsibilty for any consequences arising from the use of our website