临近空间高速高机动目标跟踪算法研究

发布时间：2017-07-30 15:06

  本文关键词：临近空间高速高机动目标跟踪算法研究

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【摘要】：近年来随着科技的发展,临近空间高速高机动飞行器给世界各国的安全带来了极大的威胁。飞行器具有高超声速性、高机动性以及隐身等特点,对这类目标进行跟踪防御是一个极其严峻的挑战,将逐步成为研究的重点。因此本文对临近空间高速高机动目标的跟踪算法展开了深入的研究,主要针对快速准确的航迹起始和稳定的目标航迹维持来进行展开。本论文的主要贡献如下:1、针对临近空间高速高机动目标航迹起始难点,提出了基于多普勒的改进修正Hough变换航迹起始算法,与传统航迹起始算法相比,本文提出的算法正确起始概率高、虚假航迹占有率低且航迹起始速度快。2、针对高机动飞行器极强的非线性机动特性,提出了一种基于随机积分的非线性跟踪滤波算法,通过利用随机积分准则实现对非线性系统状态的无偏估计,改善了高机动飞行器的跟踪稳定度以及精度。3、针对飞行器各个阶段的运动特性,提出了一种基于模态估计的交互多模非线性滤波跟踪算法。通过实时估计判断目标运动模态,并自适应的采用匹配跟踪算法实现目标的最优跟踪,同C-IMMSSIF滤波算法相比,改进算法提高了目标跟踪成功概率和跟踪精度,且该算法计算量更小。4、目标在不同飞行阶段具有不同的运动形态,根据其运动特性,利用基于模态估计的C-IMMSSIF滤波算法分别从数据率、检测概率以及机动性等方面对不同运动形态下目标的跟踪性能进行详细研究,并得到一系列的结论。本文提出的新算法已通过仿真实验验证,在不同阶段对目标的跟踪性能均有一定程度提升,具有一定的工程实践价值。
【关键词】：临近空间飞行器 高速高机动 非线性滤波 目标跟踪 修正Hough 航迹起始
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：V249;TN713
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 绪论10-17
• 1.1 研究背景及意义10-11
• 1.2 国内外研究动态11-15
• 1.2.1 高超声速飞行器发展动态11-13
• 1.2.2 航迹起始算法研究现状13
• 1.2.3 跟踪算法研究现状13-15
• 1.3 本文主要工作15-17
• 第二章 机动模型及滤波算法17-35
• 2.1 机动目标跟踪原理17-18
• 2.2 机动目标运动模型18-21
• 2.3 线性滤波算法21-23
• 2.4 非线性滤波算法23-34
• 2.4.1 扩展卡尔曼滤波算法(EKF)25-26
• 2.4.2 不敏卡尔曼滤波算法(UKF)26-28
• 2.4.3 容积卡尔曼滤波算法(CKF)28-32
• 2.4.4 几种非线性滤波算法的性能对比分析32-34
• 2.5 本章小结34-35
• 第三章 高速高机动目标航迹起始算法35-49
• 3.1 航迹起始难点分析35-36
• 3.2 基于多普勒的改进修正Hough变换航迹起始算法36-43
• 3.2.1 条件约束和波门扩大37-39
• 3.2.2 修正Hough变换航迹起始39-42
• 3.2.3 航迹起始算法步骤42-43
• 3.3 仿真实验分析43-47
• 3.4 本章小结47-49
• 第四章 高速高机动目标跟踪算法49-75
• 4.1 运动特性分析49-50
• 4.2 基于随机积分的非线性滤波算法(SSIF)50-58
• 4.2.1 随机球面积分规则50-51
• 4.2.2 随机径向积分规则51-52
• 4.2.3 随机球面径向积分规则52-53
• 4.2.4 随机球面径向积分滤波器步骤53-54
• 4.2.5 非线性滤波算法仿真分析54-58
• 4.3 C-IMMSSIF滤波算法基本原理58-61
• 4.4 基于模态估计的C-IMMSSIF跟踪算法61-65
• 4.4.1 基于模态估计的C-IMMSSIF跟踪算法具体步骤62-63
• 4.4.2 跟踪系统描述63-64
• 4.4.3 仿真分析64-65
• 4.5 临近空间高速高机动目标跟踪性能分析65-74
• 4.5.1 不同检测概率对跟踪性能的影响66-69
• 4.5.2 不同数据率对跟踪性能的影响69-73
• 4.5.3 分析不同机动性对跟踪性能的影响73-74
• 4.6 本章小结74-75
• 第五章 总结75-77
• 5.1 全文总结75
• 5.2 工作展望75-77
• 致谢77-78
• 参考文献78-82
• 攻读硕士学位期间取得的成果82-83

【共引文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 张进;王万平;吴钦章;;基于光电跟踪系统的联合Kalman滤波器算法研究[J];半导体光电;2008年04期

2 姚红萍,张诚光;火控光电仪伺服系统的研制[J];兵工自动化;2002年02期

3 李茂;岳曾敬;;自适应交互式多模型目标跟踪算法[J];兵工自动化;2009年05期

4 赵志成;;基于自适应卡尔曼滤波的环境函数模型修正[J];兵工自动化;2010年05期

5 李居伟;孙明太;徐以成;;一种改进的声纳浮标定位算法和TMA问题[J];兵工自动化;2011年10期

6 罗凯,马远良;一种垂直命中导引律制导参量的获取方法[J];兵工学报;1998年03期

7 邵锡军,杨成梧;具有约束方差的不确定性Delta算子系统的鲁棒滤波器设计[J];兵工学报;2001年03期

8 刘勋,相敬林,张文军,2余松熠;自适应舰船被动跟踪与尺度估计的实验研究[J];兵工学报;2002年01期

9 刁联旺,杨静宇;一种改进的机动目标“当前”统计模型的描述[J];兵工学报;2005年06期

10 刘向东;程翔;张河;;基于角测量的机动目标跟踪算法[J];兵工学报;2006年06期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 曾宪伟;方洋旺;伍友利;王洪强;刘加丛;;一种新的最优制导律[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年

2 陈晨;陈杰;张娟;;网络化控制系统及其在火控系统中的应用研究[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年

3 陶伟刚;冯新喜;;一种新的目标跟踪自适应滤波算法[A];第九届全国信号处理学术年会（CCSP-99）论文集[C];1999年

4 张文涛;刘镰斧;李在铭;;图像多目标运动状态检测与智能跟踪[A];第九届全国信号处理学术年会（CCSP-99）论文集[C];1999年

5 李延飞;李明;吴顺君;;扇扫TWS雷达多目标跟踪中特殊问题的研究[A];第十二届全国信号处理学术年会（CCSP-2005）论文集[C];2005年

6 董文娟;王宏义;王卫华;陈曾平;;低空弱小红外目标自动检测跟踪实时信息处理机设计与实现[A];第十三届全国信号处理学术年会（CCSP-2007）论文集[C];2007年

7 郭尊华;谢维信;;弹道导弹跟踪技术进展[A];第十四届全国信号处理学术年会(CCSP-2009)论文集[C];2009年

8 王成;李卓林;;雷达数据处理技术研究[A];四川省电子学会雷达与火控、电子线路与系统专业委员会学术交流会10周年优秀论文集[C];2006年

9 聂晓华;;基于小波估计量测噪声方差的交互多模型跟踪算法[A];2009中国控制与决策会议论文集（2）[C];2009年

10 杨静;郑南宁;;一种基于平方根Unscented卡尔曼滤波的GPS/DR组合定位算法[A];'2008系统仿真技术及其应用学术会议论文集[C];2008年

中国博士学位论文全文数据库 前10条

1 乔梁;信源定位的可观测性及跟踪技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年

2 孟凡彬;基于随机集理论的多目标跟踪技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年

3 孙明;基于小波和迟滞的混沌神经网络及其应用[D];哈尔滨工程大学;2010年

4 蒋鼎国;无线传感器网络农业信息监控系统设计与数据融合研究[D];江南大学;2010年

5 王忠军;基于GIS的智能高速公路管理关键技术研究与实现[D];解放军信息工程大学;2009年

6 黄晓静;多频高频地波雷达目标检测与跟踪技术研究[D];武汉大学;2010年

7 赵志超;导弹防御雷达网数据融合技术研究[D];国防科学技术大学;2010年

8 袁东辉;蚁群算法在飞行模拟器平台中若干应用问题的研究[D];吉林大学;2011年

9 白雪;基于农田特征的车载GPS运动模型辨识及定位误差研究[D];江苏大学;2011年

10 陈益;具有目的域的光电稳定跟踪系统满意控制策略[D];南京理工大学;2010年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 焉杰;多传感器时滞系统信息融合及其仿真[D];山东科技大学;2010年

2 李光;基于均值偏移的视频目标跟踪、检测算法研究及系统实现[D];浙江理工大学;2010年

3 张西雅;基于信息融合的汽车防追尾避撞目标识别研究[D];郑州大学;2010年

4 魏纪锋;基于Jerk模型的高机动目标跟踪算法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年

5 孔庆珊;光电跟踪系统的设计与实现[D];哈尔滨工程大学;2010年

6 郑岩;基于方位角及其变化率的无源定位算法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年

7 刘运杰;基于粒子滤波器的目标跟踪算法研究[D];大连理工大学;2010年

8 黄鲁粤;基于惯性传感器与声纳的水下机器人定位与地图构建[D];中国海洋大学;2010年

9 邱雪;信息融合算法管理系统决策支持研究[D];华东理工大学;2011年

10 杨海波;列车组合定位系统数据的仿真方法研究[D];北京交通大学;2011年

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本文编号：594805