A Track Segment Association Method Based on Heuristic Optimization Algorithm and Multistage Discrimination

Yiming Chen

doi:10.3390/rs17030500

2025-01-31

Yiming Chen

Zhikun Zhang

DOI：10.3390/rs17030500

原文链接

原文求助

摘要

En 中文

船舶航迹的碎片化在岸基高频地波雷达（HFSWR）跟踪背景下构成了显著挑战。本文提出了一种新的航迹片段关联（TSA）算法，该算法整合了最优航迹片段分配、迭代鉴别和多阶段关联。本文将最优航迹片段分配任务重新表述为建模和求解目的下的最优状态搜索问题。为确定竞争性的新旧航迹片段是否能够关联，我们假设存在一个公共状态，用以表征航迹片段间的相关性。然而，由于航迹碎片化，该公共状态仍未知。我们需要在可行参数空间内搜索所有候选航迹片段对的最优公共状态，以适应度函数值作为评价标准。与最优公共状态匹配的新旧航迹片段对被视为最优关联。由于求解过程涉及在多个维度上搜索最优状态，这构成一个高维优化问题。为完成此任务，本文采用捕食者鱼群优化算法（CFOA），因其具备跳出局部最优和应对高维优化的能力，从而增强了航迹片段分配的可靠性。此外，我们通过所提出的最优航迹片段分配方法，将新航迹片段分配给旧航迹片段，这一过程简称为AN2O，以及其逆过程（将旧航迹片段分配给新航迹片段，简称AO2N），实现了精确的一对一关联。该双轨方法进一步通过迭代鉴别机制进行补充，该机制评估未选中的航迹片段以识别可能存在的关联。本文所提算法的有效性通过渤海地区HFSWR的实测数据验证，展示了其处理复杂航迹片段数据的准确能力。

Keyword:

track segment association

optimal tracklet assignment

heuristic optimization algorithm

multi-target tracking