Acta Armamentarii ›› 2024, Vol. 45 ›› Issue (2): 385-394.doi: 10.12382/bgxb.2022.0842
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YANG Jiaming1, PAN Yue1, WANG Qiang1,2,*(), CAO Huaigang1, GAO Sunpei1
Received:
2022-09-17
Online:
2024-02-29
Contact:
WANG Qiang
CLC Number:
YANG Jiaming, PAN Yue, WANG Qiang, CAO Huaigang, GAO Sunpei. Research on Deep Learning Method of Underwater Weak Target Tracking[J]. Acta Armamentarii, 2024, 45(2): 385-394.
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运动模式 | 参数 | 数值 |
---|---|---|
目标与观测平台距离/km | 0.05~10 | |
CV | 目标初始方位角/(°) | 0~360 |
目标速度/(m·s-1) | 0.1~10 | |
目标速度方向/(°) | 0~360 | |
目标与观测平台距离/km | 0.05~10 | |
目标初始方位角/(°) | 0~360 | |
CA | 目标速度/(m·s-1) | 0.1~10 |
目标速度方向/(°) | 0~360 | |
目标加速度/(m·s-2) | 0.1~2 | |
目标与观测平台距离/km | 0.05~10 | |
目标初始方位角/(°) | 0~360 | |
CV+CT | 目标速度/(m·s-1) | 0.1~10 |
目标速度方向/(°) | 0~360 | |
目标角速度/((°)·s-1) | -2~2 |
Table 1 Data set simulation parameters
运动模式 | 参数 | 数值 |
---|---|---|
目标与观测平台距离/km | 0.05~10 | |
CV | 目标初始方位角/(°) | 0~360 |
目标速度/(m·s-1) | 0.1~10 | |
目标速度方向/(°) | 0~360 | |
目标与观测平台距离/km | 0.05~10 | |
目标初始方位角/(°) | 0~360 | |
CA | 目标速度/(m·s-1) | 0.1~10 |
目标速度方向/(°) | 0~360 | |
目标加速度/(m·s-2) | 0.1~2 | |
目标与观测平台距离/km | 0.05~10 | |
目标初始方位角/(°) | 0~360 | |
CV+CT | 目标速度/(m·s-1) | 0.1~10 |
目标速度方向/(°) | 0~360 | |
目标角速度/((°)·s-1) | -2~2 |
事件 | 概率/% |
---|---|
目标被探测 | 97.82 |
出现野值 | 2.31 |
Table 2 Measurement statistics
事件 | 概率/% |
---|---|
目标被探测 | 97.82 |
出现野值 | 2.31 |
网络层 | 卷积核 | 节点数 | 输出维数 | 参数数量 |
---|---|---|---|---|
512×2 | 199×512 | 1536 | ||
卷积层 | 256×2 | 198×256 | 262400 | |
256×2 | 197×256 | 131328 | ||
128×2 | 196×128 | 65664 | ||
最大值池化层 | 128×2 | 98×128 | 0 | |
200 | 1×200 | 2509000 | ||
全连接层 | 1000 | 1×1000 | 201000 | |
200 | 1×200 | 200200 |
Table 3 Parameter settings of CNN
网络层 | 卷积核 | 节点数 | 输出维数 | 参数数量 |
---|---|---|---|---|
512×2 | 199×512 | 1536 | ||
卷积层 | 256×2 | 198×256 | 262400 | |
256×2 | 197×256 | 131328 | ||
128×2 | 196×128 | 65664 | ||
最大值池化层 | 128×2 | 98×128 | 0 | |
200 | 1×200 | 2509000 | ||
全连接层 | 1000 | 1×1000 | 201000 | |
200 | 1×200 | 200200 |
网络层 | 节点数 | 输出维数 | 参数数量 |
---|---|---|---|
1000 | 1×1000 | 201000 | |
1000 | 1×1000 | 1001000 | |
全连接层 | 800 | 1×800 | 800800 |
800 | 1×800 | 640800 | |
600 | 1×600 | 480600 | |
400 | 1×400 | 240400 | |
输出层 | 200 | 1×200 | 80200 |
Table 4 Parameter settingsof fully-connected neural network
网络层 | 节点数 | 输出维数 | 参数数量 |
---|---|---|---|
1000 | 1×1000 | 201000 | |
1000 | 1×1000 | 1001000 | |
全连接层 | 800 | 1×800 | 800800 |
800 | 1×800 | 640800 | |
600 | 1×600 | 480600 | |
400 | 1×400 | 240400 | |
输出层 | 200 | 1×200 | 80200 |
损失函数形式 | 网络结构 | RMSE/(°) |
---|---|---|
MSE损失函数 | 全连接神经网络 | 3.12 |
CNN | 1.44 | |
方位关联损失函数 | 全连接神经网络 | 2.07 |
CNN | 0.72 |
Table 5 Comparison of tracking RMSEs of test data
损失函数形式 | 网络结构 | RMSE/(°) |
---|---|---|
MSE损失函数 | 全连接神经网络 | 3.12 |
CNN | 1.44 | |
方位关联损失函数 | 全连接神经网络 | 2.07 |
CNN | 0.72 |
机动模式 | 跟踪方法 | RMSE/(°) |
---|---|---|
KF | 5.26 | |
一次转弯 | 全连接神经网络 | 4.51 |
CNN | 2.41 | |
KF | 5.88 | |
CV+CA | 全连接神经网络 | 4.42 |
CNN | 2.66 | |
KF | 7.66 | |
CV+CT | 全连接神经网络 | 2.74 |
CNN | 1.63 |
Table 6 Comparison of tracking RMSEs for a maneuver of the platform
机动模式 | 跟踪方法 | RMSE/(°) |
---|---|---|
KF | 5.26 | |
一次转弯 | 全连接神经网络 | 4.51 |
CNN | 2.41 | |
KF | 5.88 | |
CV+CA | 全连接神经网络 | 4.42 |
CNN | 2.66 | |
KF | 7.66 | |
CV+CT | 全连接神经网络 | 2.74 |
CNN | 1.63 |
跟踪方法 | RMSE/(°) |
---|---|
KF方法 | 2.31 |
全连接神经网络 | 1.73 |
CNN | 0.90 |
Table 7 Comparison of tracking RMSEs of SwellEx96 data
跟踪方法 | RMSE/(°) |
---|---|
KF方法 | 2.31 |
全连接神经网络 | 1.73 |
CNN | 0.90 |
[1] |
doi: 10.1109/TSMC.6221021 URL |
[2] |
|
[3] |
王宇杰, 李宇, 鞠东豪, 等. 一种基于水下无人航行器的多目标被动跟踪算法[J]. 电子与信息学报, 2020, 42(8): 2013-2020.
|
|
|
[4] |
马艳, 刘小东. 状态自适应无迹卡尔曼滤波算法及其在水下机动目标跟踪中的应用[J]. 兵工学报, 2019, 40(2): 361-368.
doi: 10.3969/j.issn.1000-1093.2019.02.016 |
doi: 10.3969/j.issn.1000-1093.2019.02.016 |
|
[5] |
|
[6] |
|
[7] |
doi: 10.1038/scientificamerican08211915-128supp URL |
[8] |
|
[9] |
doi: 10.1016/0005-1098(75)90021-7 URL |
[10] |
|
[11] |
doi: 10.1109/7.250437 URL |
[12] |
|
[13] |
|
[14] |
邵鹏飞, 王蕾, 王方勇. 基于序贯蒙特卡洛与概率假设密度滤波的主动分布式声纳多目标跟踪[J]. 兵工学报, 2020, 41(5): 941-949.
doi: 10.3969/j.issn.1000-1093.2020.05.013 |
doi: 10.3969/j.issn.1000-1093.2020.05.013 |
|
[15] |
|
[16] |
doi: 10.1016/j.ins.2019.06.039 URL |
[17] |
doi: 10.1016/j.inffus.2019.06.012 URL |
[18] |
李悦, 马晓川, 刘宇, 等. 非等声速信道下的循环神经网络机动目标跟踪模型[J]. 声学学报, 2021, 46(6):1013-1027.
|
|
|
[19] |
|
[20] |
doi: 10.1109/Access.6287639 URL |
[21] |
|
[22] |
张永梅, 赖裕平, 马健喆, 等. 基于视频的装甲车和飞机检测跟踪及轨迹预测算法[J]. 兵工学报, 2021, 42(3): 545-554.
doi: 10.3969/j.issn.1000-1093.2021.03.010 |
|
|
[23] |
|
[24] |
doi: 10.1109/TSP.2006.881190 URL |
[25] |
|
[1] | ZHANG Kun, DU Ruiyi, SHI Haotian, HUA Shuai. Prediction of Aircraft Trajectory Based on Mogrifier-BiGRU [J]. Acta Armamentarii, 2024, 45(2): 373-384. |
[2] | TIAN Daming, MIAO Pu. Visible Light Communication Nonlinear Equalizer Based on Model Solving and Deep Learning [J]. Acta Armamentarii, 2024, 45(2): 466-473. |
[3] | PENG Peiran, REN Shubo, LI Jianan, ZHOU Hongwei, XU Tingfa. Illumination-aware Multispectral Fusion Network for Pedestrian Detection [J]. Acta Armamentarii, 2023, 44(9): 2622-2630. |
[4] | QIN Haolin, XU Tingfa, LI Jianan. Semi-supervised Hyperspectral Salient Object Detection Using Superpixel Attention and Siamese Structure [J]. Acta Armamentarii, 2023, 44(9): 2639-2649. |
[5] | ZHOU Yu, CAO Ronggang, LI Ping, MA Xiao. A Fuze Burst Point Detection Method for Outfield Test Images [J]. Acta Armamentarii, 2023, 44(8): 2453-2464. |
[6] | WANG Yang, FENG Yongxin, SONG Bixue, TIAN Binghe. A Modulation Recognition Algorithm of DP-DRCnet Convolutional Neural Network [J]. Acta Armamentarii, 2023, 44(2): 545-555. |
[7] | ZHANG Liang'an, CHEN Yang, XIE Shenglong, LIU Tongxin. Crack Detection System for Aircraft Protective Grill based on Machine Vision and Deep Learning [J]. Acta Armamentarii, 2023, 44(2): 507-516. |
[8] | WANG Qiang, WU Letian, LI Hong, WANG Yong, WANG Huan, YANG Wankou. An Infrared Small Target Detection Method via Dual Network Collaboration [J]. Acta Armamentarii, 2023, 44(10): 3165-3176. |
[9] | ZHENG Zhiwei, GUAN Xueyuan, FU Jian, MA Xunqiong, YIN Shang. Projectile Trajectory Prediction Based on CNN-LSTM Model [J]. Acta Armamentarii, 2023, 44(10): 2975-2983. |
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