高機(jī)動(dòng)目標(biāo)Jerk模型跟蹤算法研究.pdf

1、目標(biāo)跟蹤技術(shù),就是通過各類不同的傳感器來獲取目標(biāo)的位置,航向角等信息,并且對(duì)目標(biāo)的當(dāng)前和未來的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)所做的一系列的估計(jì)和預(yù)測(cè)運(yùn)算的一種科學(xué)研究方法,它不論在軍事應(yīng)用還是民用產(chǎn)品亦或是別的很多領(lǐng)域,都得到了廣泛應(yīng)用。它的基本研究?jī)?nèi)容是從已經(jīng)獲取的不精確的目標(biāo)信息中,盡可能準(zhǔn)確的估計(jì)和預(yù)測(cè)得到目標(biāo)的當(dāng)前真實(shí)狀態(tài),這個(gè)過程中必不可少的步驟便是對(duì)獲取到的目標(biāo)信息作相關(guān)的濾波處理。經(jīng)過幾十年的發(fā)展研究,卡爾曼濾波算法已經(jīng)被證明是一種性能優(yōu)越的濾

2、波算法。同時(shí),一般濾波過程都是建立在一定的跟蹤模型基礎(chǔ)上的,從而可以得出,機(jī)動(dòng)目標(biāo)跟蹤理論主要包括兩大研究對(duì)象:目標(biāo)運(yùn)動(dòng)模型的建立和濾波算法的選擇。伴隨著近幾年科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展以及飛行器的機(jī)動(dòng)性能不斷增強(qiáng),本文也是通過對(duì)前人研究的借鑒,針對(duì)高速高機(jī)動(dòng)目標(biāo),進(jìn)行了下面的學(xué)術(shù)研究:
　　首先,歸納了這幾年機(jī)動(dòng)目標(biāo)跟蹤的發(fā)展?fàn)顩r和國內(nèi)外學(xué)者的研究成果,總結(jié)得出了機(jī)動(dòng)目標(biāo)跟蹤問題的組成元素和相關(guān)原理,涵蓋了形成并處理量測(cè)數(shù)據(jù)、建立機(jī)動(dòng)目

3、標(biāo)的運(yùn)動(dòng)模型、運(yùn)動(dòng)軌跡的自適應(yīng)濾波與預(yù)測(cè)以及目標(biāo)的機(jī)動(dòng)檢測(cè)與辨識(shí)。
　　其次,詳細(xì)地介紹了機(jī)動(dòng)目標(biāo)跟蹤領(lǐng)域的兩大研究對(duì)象:機(jī)動(dòng)目標(biāo)模型的建立和目標(biāo)的狀態(tài)估計(jì)。分別概括了適用于目標(biāo)非機(jī)動(dòng)情況下的勻速、勻加速基本模型,以及適用于目標(biāo)處于機(jī)動(dòng)情況下的Singer模型、協(xié)調(diào)轉(zhuǎn)彎模型、Jerk模型、“當(dāng)前”統(tǒng)計(jì)模型等機(jī)動(dòng)目標(biāo)基本模型。同時(shí),對(duì)于組合模型,包括交互式多模型以及CS-Jerk模型的基本原理等做了較為詳盡的分析。對(duì)于目標(biāo)的狀態(tài)估計(jì)

4、,重點(diǎn)介紹了一些常用的線性濾波方法:卡爾曼濾波器、線性自回歸濾波器、α-β濾波器及兩點(diǎn)外推濾波器;非線性濾波方法:粒子濾波器、擴(kuò)展卡爾曼濾波器、強(qiáng)跟蹤濾波器和無跡卡爾曼濾波。
　　最后,通過對(duì)CS-Jerk模型的分析,針對(duì)機(jī)動(dòng)頻率α的大小是由人為確定的問題,提出了一種更加合理的基于CS-Jerk模型的改進(jìn)機(jī)動(dòng)目標(biāo)跟蹤算法。此算法中首先設(shè)計(jì)出機(jī)動(dòng)頻率模糊自適應(yīng)實(shí)現(xiàn)的模糊控制器,然后根據(jù)量測(cè)新息及其變化率,通過前面設(shè)計(jì)的模糊控制器自適