多目標(biāo)跟蹤算法及實(shí)現(xiàn)研究.pdf

1、隨著科技技術(shù)，特別是IT技術(shù)的飛速發(fā)展，現(xiàn)代跟蹤環(huán)境發(fā)生了顯著變化，隱身與反隱身、對(duì)抗與反對(duì)抗措施，強(qiáng)機(jī)動(dòng)、高雜波、低檢測(cè)概率和高虛警率等問(wèn)題，使得多目標(biāo)跟蹤技術(shù)、數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)和跟蹤系統(tǒng)設(shè)計(jì)遇到了強(qiáng)勁的挑戰(zhàn)。本文對(duì)此進(jìn)行了深入的研究，主要貢獻(xiàn)如下： 1.直角坐標(biāo)系下的機(jī)動(dòng)目標(biāo)建模-在深入研究時(shí)間相關(guān)模型的基礎(chǔ)上，提出了一種自適應(yīng)常加速模型——ACA模型，并在理論和仿真兩方面證實(shí)了它與非零均值時(shí)間相關(guān)模型的等價(jià)性，在同等條件下，ACA

2、模型的復(fù)雜性和計(jì)算量大大減少，能更為有效地應(yīng)用于工程實(shí)踐。 2.極坐標(biāo)系下的機(jī)動(dòng)目標(biāo)建模-給出了濾波模型的通用坐標(biāo)系變換方法，并用于建立極坐標(biāo)系下的目標(biāo)運(yùn)動(dòng)模型，此方法在一定條件下可以實(shí)現(xiàn)狀態(tài)方程的解耦，而且解耦條件非常容易滿足，從而會(huì)大大降低計(jì)算量。與非解耦的經(jīng)典算法相比，在方向角估計(jì)精度相當(dāng)?shù)那闆r下，消除了徑距估計(jì)的有偏性，從而大大改進(jìn)了徑距估計(jì)精度，因而具有很好的工程應(yīng)用前景。 3.多模型算法和數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)-通過(guò)對(duì)交互

3、式多模型(IMM)算法和概率數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)/聯(lián)合概率數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)(PDA/JPDA)算法的研究，針對(duì)Bar-Shalom和Blom等提出的IMMPDA算法結(jié)構(gòu)和理論上的缺陷，按全局最優(yōu)的思想，提出了一種新的綜合IMMPDA/IMMJPDA算法——C-IMMPDA/C-IMMJPDA算法，使得IMMPDA算法在結(jié)構(gòu)和理論上趨向完善，仿真結(jié)果表明：C-IMMPDA/C-IMMJPDA算法在減少計(jì)算量的同時(shí)，總體性能明顯提高。 4.跟蹤起始-通

4、過(guò)對(duì)兩點(diǎn)外推濾波器起始法的研究，導(dǎo)出了一種更精細(xì)的構(gòu)造波門的新方法。該方法可以利用關(guān)于目標(biāo)速度極限的先驗(yàn)信息。仿真表明：與其它波門構(gòu)造方法相比，該方法構(gòu)造的波門更為合理。 5.異類信息融合-通過(guò)對(duì)于地面跟蹤系統(tǒng)中有關(guān)于電子地圖的應(yīng)用研究，給出了一種基于電子地圖的目標(biāo)跟蹤修正方法，從而能夠更清晰的進(jìn)行目標(biāo)分辨，現(xiàn)場(chǎng)聯(lián)試結(jié)果證實(shí)了該方法的可行性，這使得邊掃描邊跟蹤(TWS)系統(tǒng)的輸出結(jié)果能夠更好的應(yīng)用于戰(zhàn)場(chǎng)偵察。 6.跟蹤系

5、統(tǒng)設(shè)計(jì)與軟件實(shí)現(xiàn)-對(duì)機(jī)動(dòng)多目標(biāo)跟蹤系統(tǒng)的總體實(shí)現(xiàn)進(jìn)行研究，結(jié)合直升機(jī)遠(yuǎn)程戰(zhàn)場(chǎng)偵察雷達(dá)TWS系統(tǒng)項(xiàng)目的研究，由系統(tǒng)分析、建模到實(shí)現(xiàn)、仿真，提出了一套比較完整的跟蹤系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案。并在前面的研究基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了一套機(jī)動(dòng)多目標(biāo)跟蹤仿真軟件系統(tǒng)，通過(guò)利用面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)思想，按層次化結(jié)構(gòu)，使其層次清晰，使用簡(jiǎn)單，具有較強(qiáng)的通用性并易于維護(hù)，為進(jìn)一步的研究工作提供了一個(gè)有效的仿真環(huán)境。 本論文在國(guó)家自然科學(xué)基金以及國(guó)防“九·五”和“十·五”