光電跟蹤系統(tǒng)不完全量測下濾波算法的研究.pdf

1、由于探測設(shè)備探測能力的局限性和探測環(huán)境的不理想性，在目標(biāo)跟蹤的過程中，廣泛存在著探測概率小于1的情況。所謂探測概率小于1是指數(shù)據(jù)發(fā)生了隨機(jī)性丟失和延遲從而造成濾波量測值的丟失和延遲，即不完全量測現(xiàn)象。由于光電跟蹤系統(tǒng)在目標(biāo)跟蹤領(lǐng)域有著不可或缺的地位，在光電跟蹤系統(tǒng)不完全量測下的濾波方法的研究就具有重要的理論意義和工程實用價值。對于光電跟蹤系統(tǒng)的特殊性，本文將不完全量測的情況分為兩種:數(shù)據(jù)只發(fā)生隨機(jī)性丟失和數(shù)據(jù)的隨機(jī)性丟失和延遲同時發(fā)生。

2、針對第一種情況，本文又以各通道的數(shù)據(jù)丟失是否同步分為探測概率耦合和解耦兩種情況。具體的研究如下:
　　 首先對于光電跟蹤系統(tǒng)量測系統(tǒng)的特殊性，對光電跟蹤系統(tǒng)進(jìn)行了建模。本文在國內(nèi)外研究學(xué)者成果的基礎(chǔ)上，針對數(shù)據(jù)丟失探測概率耦合、數(shù)據(jù)丟失探測概率解耦以及數(shù)據(jù)丟失和延遲同時發(fā)生這三種情況，分別建立了模型。
　　 其次，研究了探測概率耦合條件下的估計算法。利用投影定理推導(dǎo)出耦合條件下UCMKF的濾波算法，利用泰勒展開式線性化方

3、程得出EKF濾波算法，并且對兩者進(jìn)行了仿真分析，得出了UCMKF在一定范圍內(nèi)的跟蹤誤差更小，估計性能更好的結(jié)論。
　　 接著，研究了探測概率解耦條件下的估計算法，設(shè)計了UKF和EKF兩種濾波器，并且比較分析了兩者的仿真結(jié)果，得出UKF的跟蹤性能更有優(yōu)勢但實時性差的結(jié)論。
　　 最后，給出了基于新息修正的數(shù)據(jù)延遲和丟失同時發(fā)生的濾波器設(shè)計。對于數(shù)據(jù)延遲的情況不再默認(rèn)為數(shù)據(jù)丟失，而是充分利用了延遲的量測數(shù)據(jù)，從而更大程度上減