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[军事科普] 来说说这次反导视频里的目标跟踪

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CDer:000400398
发表于 2016-07-24 22:29 | 显示全部楼层 |阅读模式

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本帖最后由 playfish 于 2016-7-24 22:35 编辑

今天央视意外的播出了反导的新闻,让大家着实高兴了一下。外行看热闹,本人也不算内行,把自己的一些想法写出来,放在这里供大家分享。
大家知道,反导其实核心就是目标跟踪问题。因为在外太空相对干净的背景下,传感器受到的干扰非常小。所以传感器的信息获取不是问题。核心问题就是对传感器获取的信息进行目标跟踪处理。关于目标跟踪问题科普,可以看我以前写的一个帖子:
http://lt.cjdby.net/forum.php?mod=viewthread&tid=2256403&extra=
这次播出的视频里有几个画面引起了我的注意:
fd1.png
fd2.png
虽然画面做了模糊处理,但作为一个长期接触这类方程的人,我的第一直觉就是,这是Kalman滤波,由于其中还发现了对F求一阶偏导的式子,因此初步判断,我们的目标跟踪算法是EKF(扩展卡尔曼滤波)。
EKF 是 S.S.Bucy 等人提出的非线性估计领域的经典算法,其基本思想是利用泰勒展开进行局部线性化状态方程和观测方程,从而可用高斯分布来近似状态的后验分布,然后使用 KF 进行估计。EKF 的主要缺陷有:1)只适合弱非线性系统,对于强非线性系统,该算法只能达到一阶的精度,滤波性能极不稳定,甚至发散;2)必须计算雅可比矩阵或海塞矩阵及其幂,这是一件计算复杂、极易出错的工作,导致实现困难。 EKF 是一种普遍使用的次优滤波方法,对于非线性程度不高的系统能得到很好的估计量,但是对于强非线性系统,会带来非线性转换到线性的不精确问题,甚至导致滤波器发散。
在反导中段,轨道相对固定,容易预测,因此使用EKF并没有问题。BUT,比较致命的一点是,EKF只适合单目标跟踪。
而最后的打靶画面也证实了我的推测:
fd3.png
搞目标跟踪的人一看就明白,如果是多目标跟踪,那两个目标都应该打上方框,而图中显然只有一个方框跟踪在目标上,对第二个目标没有反应。因此这是典型的单目标跟踪。
考虑到这是2010年进行的实验。国内从05年之后UKF和粒子滤波才在科研界火起来。而PHD滤波开始引起注意已经是10年之后的事情了。作为强调可靠性的军事系统,技术一般落后科研热点一个世代没啥问题。
不过从公布的画面看,我们的反导系统无法多目标跟踪的弱点,对于来袭导弹多弹头和假目标的拦截是非常致命的。美国的反导系统已经实现了多目标跟踪和拦截能力,因此期望军工研究部门尽快将基于RFS的PHD滤波算法应用起来,实现多目标跟踪和多传感器信息融合,以更好的保卫祖国。随着国内科研生产的进步,相信先进的算法应用进来也是水到渠成。

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CDer:000585765
发表于 2016-07-24 22:32 超大游击队员 | 显示全部楼层
呵呵,写的很实在,有人会说这是不可能的
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CDer:000576422
发表于 2016-07-24 22:35 | 显示全部楼层
不明觉厉,应该有所保留,不能晒了家底
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CDer:000418666
发表于 2016-07-24 22:36 超大游击队员 | 显示全部楼层
你以为试验的时候只有这一台仪器在跟踪啊,或许有多目标跟踪的设备,只是图像和视频你看不到呢。
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发表于 2016-07-24 22:37 超大游击队员 | 显示全部楼层
2010年最多是技术验证,搞个鬼的多目标。
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CDer:000475213
发表于 2016-07-24 22:38 超大游击队员 | 显示全部楼层
后面那个击中的图,是动画模拟的
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CDer:000751755
发表于 2016-07-24 22:41 超大游击队员 | 显示全部楼层
那个跟踪和命中的图,是动画模拟的,外太空爆炸去,不会有这么绚丽的火花,最多就是红外模式下,能看到一团亮点。也许,兔子已经有多目标跟踪,只是不想泻,所以,特意做了个动画忽悠过去。
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CDer:000397250
发表于 2016-07-24 22:42 超大游击队员 | 显示全部楼层
虽然现在不搞滤波,但我印象中当年上课学到这几种KF的时候,老师的口气好像这些都已经用了几十年的样子啊?phd滤波除外。
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CDer:001057237
发表于 2016-07-24 22:43 | 显示全部楼层
技术大牛会把关键性公式画在黑板上录下来吗……尤其是这本来就是给美帝看的……
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CDer:000294827
发表于 2016-07-24 22:44 | 显示全部楼层

RE: 来说说这次反导视频里的目标跟踪

中段反导,目标就会释放出多弹头或假目标吗?那能确保打击精度吗?
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CDer:000759558
发表于 2016-07-24 22:44 超大游击队员 | 显示全部楼层
不懂算法,我只想说,为啥不来点简单暴力的手段?比如从太空中直接以大范围高功率激光幕墙拦截导弹必经之路不就完了?
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发表于 2016-07-24 22:48 | 显示全部楼层
如今,陈德明已经成为国家863计划某专家组副组长。他现在在从事的研究包括:
——针对导弹武器试验靶场测量数据实时利用率低的问题,他创造性研究提出了基于独立测元的自由融合技术,为充分使用靶场实时测量数据提供了技术基础;
——为适应反导作战需求,他几年前就开始研究群目标并行混合滤波定轨预报技术,为解决战略导弹群目标的精密定轨预报问题,提供了可靠的技术手段。
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CDer:000140985
发表于 2016-07-24 22:49 | 显示全部楼层
现在图像的KCF加在线学习居多吧
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CDer:000302769
发表于 2016-07-24 22:49 超大游击队员 | 显示全部楼层
行家。                  
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CDer:000783777
发表于 2016-07-24 22:49 超大游击队员 | 显示全部楼层
su27xiaomao 发表于 2016-7-24 22:32
呵呵,写的很实在,有人会说这是不可能的

哈哈,你也就骗骗自己
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CDer:000400398
 楼主| 发表于 2016-07-24 22:53 | 显示全部楼层

RE: 来说说这次反导视频里的目标跟踪

zhihuidada 发表于 2016-7-24 22:48
如今,陈德明已经成为国家863计划某专家组副组长。他现在在从事的研究包括:
——针对导弹武器试验靶场测 ...

这是个好消息,不过几年前开始研究,到形成装备系统10年都是快的。。。估计装备要到2020年了。而且多传感器信息融合方面还不知道进度如何。
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CDer:000400398
 楼主| 发表于 2016-07-24 22:54 | 显示全部楼层

RE: 来说说这次反导视频里的目标跟踪

axman001 发表于 2016-7-24 22:44
不懂算法,我只想说,为啥不来点简单暴力的手段?比如从太空中直接以大范围高功率激光幕墙拦截导弹必经之路 ...

反导相当于用筷子桶蚊子,想让天空充满高能激光,这恐怕太阳的功率都不够。
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 楼主| 发表于 2016-07-24 22:55 | 显示全部楼层

RE: 来说说这次反导视频里的目标跟踪

firmsoul 发表于 2016-7-24 22:49
现在图像的KCF加在线学习居多吧


图像现在显然是卷积神经网络CNN一统天下。
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CDer:000654262
发表于 2016-07-24 22:55 超大游击队员 | 显示全部楼层
视频上的不是真实内容,EKF即使放在机器人路径滤波上也不是什么高级算法了,更何况这是在对来袭弹道导弹的路径进行滤波
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 楼主| 发表于 2016-07-24 22:56 | 显示全部楼层

RE: 来说说这次反导视频里的目标跟踪

文艺军盲 发表于 2016-7-24 22:55
视频上的不是真实内容,EKF即使放在机器人路径滤波上也不是什么高级算法了,更何况这是在对来袭弹道导弹的 ...

在信息技术方面,军事一般是落后于民用的。
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CDer:000366381
发表于 2016-07-24 22:57 | 显示全部楼层
那是李代数.计算投影.
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发表于 2016-07-24 23:00 超大游击队员 | 显示全部楼层
专业人士 不过我是看不懂 ,但是我觉得反导的难点不是软件算法 而是硬件吧
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CDer:000291174
发表于 2016-07-24 23:00 | 显示全部楼层
隔行如隔山,友情帮顶,这帖发军畅可惜,帖子太多。
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CDer:001058390
发表于 2016-07-24 23:01 | 显示全部楼层
最近军方亮的家底有点多啊,不过看起来都还是传言中,意料中的家伙。相信军方还有更多保守的惊天秘密,期待随着多年后的技术进步再慢慢揭开。
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CDer:000043409
发表于 2016-07-24 23:01 超大游击队员 | 显示全部楼层
su27xiaomao 发表于 2016-7-24 22:32
呵呵,写的很实在,有人会说这是不可能的

副教主,您接着自嗨

我去拿瓜子
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CDer:000987447
发表于 2016-07-24 23:02 超大游击队员 | 显示全部楼层
zhihuidada 发表于 2016-7-24 22:48
如今,陈德明已经成为国家863计划某专家组副组长。他现在在从事的研究包括:
——针对导弹武器试验靶场测 ...

应该差距缩小很多了,楼主多虑了。
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CDer:000116799
发表于 2016-07-24 23:05 | 显示全部楼层

RE: 来说说这次反导视频里的目标跟踪

P深蓝海洋 发表于 2016-7-24 22:35
不明觉厉,应该有所保留,不能晒了家底

偶尔晒一下还是可以的
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CDer:001050107
发表于 2016-07-24 23:07 | 显示全部楼层
感觉是给*不可描述思密达*看地或许正连夜组织研究
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CDer:000399418
发表于 2016-07-24 23:08 超大游击队员 | 显示全部楼层
axman001 发表于 2016-7-24 22:44
不懂算法,我只想说,为啥不来点简单暴力的手段?比如从太空中直接以大范围高功率激光幕墙拦截导弹必经之路 ...

虽然暴力但不简单
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CDer:000612020
发表于 2016-07-24 23:08 超大游击队员 | 显示全部楼层
感觉就是钟避暑的意思嘛,美的棒棒的
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发表于 2016-07-24 23:09 | 显示全部楼层
他应该只是提供测试数据的,与系统研制无关。
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CDer:000245000
发表于 2016-07-24 23:14 | 显示全部楼层
这些画面美国相关专家会进行深入分析的,他们进行评估,最终会写出一份详细的报告递交给美国国会
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CDer:000992241
发表于 2016-07-24 23:18 超大游击队员 | 显示全部楼层
撸发冲天 发表于 2016-7-24 23:00
专业人士 不过我是看不懂 ,但是我觉得反导的难点不是软件算法 而是硬件吧

就是软件。雷达、光电就是靠运算。排除伪目标。
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发表于 2016-07-24 23:23 超大游击队员 | 显示全部楼层
给人看的,不要太在意,都是有目的的,具体给什么人传递什么信息,一般人都是瞎猜
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CDer:000082780
发表于 2016-07-24 23:23 超大游击队员 | 显示全部楼层
不知道楼主说的啥意思?
对于来袭导弹多弹头和假目标的拦截是非常致命的。

洲际导弹多弹头和假目标难道是中段就分离?

中俄的多弹头导弹是中段分离的吗?美国到底有什么样的能力?

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CDer:000859987
发表于 2016-07-24 23:23 超大游击队员 | 显示全部楼层
仔细看新闻,人家只是耙场做测量的,不是反导系统本身。这个目标跟踪和反导系统无关
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发表于 2016-07-24 23:25 超大游击队员 | 显示全部楼层
其实啊,你想想,那么多超算是用来做什么的?真正的跟踪计算怎么可能不吧把这种投资巨大的计算资源利用起来,所以,真正的算法估计是适合于超算的并行算法
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CDer:000784148
发表于 2016-07-24 23:26 | 显示全部楼层
专业,只可惜与理工科无缘看不懂
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发表于 2016-07-24 23:27 超大游击队员 | 显示全部楼层
老狗狗贝贝 发表于 2016-7-24 23:18
就是软件。雷达、光电就是靠运算。排除伪目标。

好吧 希望国内的算法研究能够跟得上美国  相比硬件差距 我觉得没有理由软件差距更大
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CDer:000992241
发表于 2016-07-24 23:28 超大游击队员 | 显示全部楼层
战忽局8级特工 发表于 2016-7-24 23:01
最近军方亮的家底有点多啊,不过看起来都还是传言中,意料中的家伙。相信军方还有更多保守的惊天秘密,期待 ...

没亮的不少的。唉。看了新闻联播,光电东东,都知道多少年前的。不想扯淡了。现在咱们国家科学院的某所只能讲不错。
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