機(jī)動(dòng)目標(biāo)融合跟蹤算法研究.pdf

1、機(jī)動(dòng)目標(biāo)跟蹤在現(xiàn)代軍事領(lǐng)域和民用領(lǐng)域占有十分重要的地位并且有著廣泛的應(yīng)用前景，使得國(guó)內(nèi)外許多研究人員對(duì)之展開(kāi)了深入的研究，并取得了飛躍式的發(fā)展。機(jī)動(dòng)目標(biāo)跟蹤是目標(biāo)發(fā)生機(jī)動(dòng)時(shí)不能準(zhǔn)確描述目標(biāo)運(yùn)動(dòng)的估計(jì)問(wèn)題。隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，目標(biāo)的運(yùn)行速度和機(jī)動(dòng)性能變得越來(lái)越高，再加之，跟蹤環(huán)境的復(fù)雜性，對(duì)機(jī)動(dòng)目標(biāo)跟蹤提出了更高的要求。
　　本文在學(xué)習(xí)前人研究成果的基礎(chǔ)上，結(jié)合國(guó)內(nèi)外的最新發(fā)展，圍繞著狀態(tài)估計(jì)和交互式多模型算法(IMM)對(duì)機(jī)動(dòng)目

2、標(biāo)跟蹤理論展開(kāi)較系統(tǒng)深入地研究。
　　首先，介紹機(jī)動(dòng)目標(biāo)跟蹤理論研究背景以及國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀，介紹目標(biāo)跟蹤涉及到目標(biāo)運(yùn)動(dòng)的數(shù)學(xué)模型，概述了機(jī)動(dòng)目標(biāo)跟蹤的基本原理。給出了機(jī)動(dòng)目標(biāo)跟蹤中狀態(tài)估計(jì)算法，卡爾曼濾波算法，給出了它的理論推導(dǎo)以及算法的詳細(xì)流程。接下來(lái)，分析了概率數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)卡爾曼濾波算法的理論，同樣也給出了該算法的具體步驟。
　　其次，在機(jī)動(dòng)目標(biāo)跟蹤的背景下，介紹了非線性濾波理論，給出了EKF、UKF和CKF三種非線性濾波

3、算法，闡述了三種算法的理論基礎(chǔ)和基本原理，并給出了三種算法的詳細(xì)流程，然后通過(guò)一個(gè)非線性目標(biāo)跟蹤模型驗(yàn)證對(duì)比三種算法的跟蹤性能。重點(diǎn)介紹并分析了粒子濾波算法的理論基礎(chǔ)、實(shí)現(xiàn)方法和具體步驟。并提出一種基于MCMC的迭代容積粒子濾波算法。該算法的解決辦法是從重采樣入手，為粒子濾波選取合適的有效的重要性密度函數(shù)。在該濾波算法中，利用容積數(shù)值積分原則計(jì)算非線性隨機(jī)函數(shù)的均值和方差，在生成的粒子濾波建議分布中融入當(dāng)前量測(cè)值，提高對(duì)系統(tǒng)后驗(yàn)概率的逼

4、近程度。然后在此基礎(chǔ)上融合MCMC抽樣算法(Metropolis Hasting，MH)對(duì)所選建議分布進(jìn)行優(yōu)化，增加粒子多樣性，以提高跟蹤精度。
　　最后，針對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的交互式多模型中的濾波器采用卡爾曼濾波算法很難用于跟蹤非線性較強(qiáng)的機(jī)動(dòng)目標(biāo)的問(wèn)題，將改進(jìn)的粒子濾波算法與交互式多模型結(jié)合，提出一種改進(jìn)的交互式多模型粒子濾波算法，并給出此算法的步驟。該算法彌補(bǔ)了一般交互式多模型粒子濾波算法中的不足，通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了算法的正確性和準(zhǔn)確性