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空天防御  2025, Vol. 8 Issue (3): 111-122    
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部分已知状态空间模型下的目标状态估计算法
周添龙1, 姚方競2, 饶卫雄1
1.同济大学 计算机科学与技术学院,上海 201804; 2.上海机电工程研究所,上海 201109
Target State Estimation Algorithms Under Partially Known State Space Models
ZHOU Tianlong1, YAO Fangjing2, RAO Weixiong1
1.School of Computer Science and Technology, Tongji University, Shanghai 201804, China; 2. Shanghai Electro-Mechanical Engineering Institute, Shanghai 201109, China
全文: PDF(1417 KB)  
输出: BibTeX | EndNote (RIS)      
摘要 目标状态估计是协同探测的核心问题,传统基于模型的状态估计算法在部分已知状态空间模型下表现不佳,而现有基于神经网络的状态估计算法又存在可解释性低的症结,这使它们难以在现实场景(如协同探测)中得到有效应用。针对以上问题,本文提出一种高可解释的基于神经网络的状态估计与融合框架。首先,设计一种卡尔曼滤波神经网络模型,通过近似基于模型的状态估计算法获得高可解释性;其次,提出一种可学习的加权鲁棒融合框架,以提升部分已知状态空间模型下的融合精度。实验结果表明,所提方法在仿真环境和真实数据集上均呈现较高的目标状态估计精度和鲁棒性,显著优于传统方法。
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关键词 协同探测状态估计算法状态融合部分已知状态空间模型神经网络    
Abstract:Target state estimation is a key problem of collaborative detection. Traditional model-based state estimation algorithms perform poorly under partially known state-space models. In contrast, existing neural network-based state estimation algorithms have low interpretability, making it difficult for them to effectively apply in real-world scenarios (e.g., collaborative detection). This paper proposed a highly interpretable neural network-based state estimation and fusion framework to address the above problems. First, a Kalman filter neural network model was employed to obtain high interpretability by approximating the model-based state estimation algorithm. Second, a learnable weighted robust fusion framework was introduced to improve the fusion accuracy under partially known state space models. Experimental results show that the proposed method performs high target state estimation accuracy and robustness in simulation environments and real datasets, significantly outperforming traditional methods.
Key wordscollaborative detection    state estimation algorithm    state fusion    partially known state space model    neural network
收稿日期: 2025-03-12      出版日期: 2025-07-15
ZTFLH:  V 488.25  
基金资助:国家重点研发计划项目(2023YFB4301904, 2022YFE0208000)
通讯作者: 饶卫雄   
作者简介: 周添龙(1999—),男,博士研究生。
引用本文:   
周添龙, 姚方競, 饶卫雄. 部分已知状态空间模型下的目标状态估计算法[J]. 空天防御, 2025, 8(3): 111-122.
ZHOU Tianlong, YAO Fangjing, RAO Weixiong. Target State Estimation Algorithms Under Partially Known State Space Models. Air & Space Defense, 2025, 8(3): 111-122.
链接本文:  
https://www.qk.sjtu.edu.cn/ktfy/CN/      或      https://www.qk.sjtu.edu.cn/ktfy/CN/Y2025/V8/I3/111

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