跟踪机动目标的多模型滤波算法研究与应用

发布时间：2023-12-10 16:55

　　随着现代化武器的高速发展,目标机动方式复杂多样,对机动目标的跟踪变得越来越困难。目标跟踪是利用传感器获得目标的测量信息并对目标的运动状态进行精确估计的技术。近年来传感器技术和信息技术发展迅速,尤其是在现代控制理论方面的不断完善,各种新型的理论在目标跟踪领域得到了应用,使得目标跟踪技术有了长足的进步。本文主要研究当目标发生“蛇形”机动时对目标的跟踪滤波,考虑到目标发生机动时其运动模型将会发生变化,采用单一模型对其进行跟踪滤波将会产生很大的误差,通过综合考虑,采用交互式多模型滤波算法对进行“蛇形”机动的目标进行跟踪滤波是效费比最高的方式,通过对交互式多模型滤波算法进行改进,提高算法的跟踪精度。本文首先对机动目标的数学建模问题进行了相关介绍。针对目标机动形式的复杂多样性,本文介绍了目标跟踪的简单运动模型,如:匀速模型、匀加速模型、匀速转弯模型等。之后介绍了针对目标机动的复杂运动模型,如:Singer模型、“当前”统计模型、“急动”模型等。并对“蛇形”机动目标建立了数学模型。然后,本文对多种不同形式的滤波算法进行了简单的介绍,从最基本的最小二乘估计到卡尔曼滤波算法以及卡尔曼滤波算法的各种扩展形...

【文章页数】：74 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 课题背景
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 机动目标运动模型
        1.2.2 滤波理论
        1.2.3 多模型算法
    1.3 论文主要内容及安排
第2章 机动目标跟踪滤波的数学模型
    2.1 引言
    2.2 机动目标跟踪基本原理
    2.3 目标运动模型
        2.3.1 匀速模型和匀加速模型
        2.3.2 CT模型
        2.3.3 Singer模型
        2.3.4 “当前”统计模型
        2.3.5 Jerk模型
        2.3.6 “蛇形”机动模型
    2.4 观测模型
    2.5 本章小结
第3章 跟踪滤波的算法研究
    3.1 引言
    3.2 最小二乘法滤波
        3.2.1 最小二乘法的定义
        3.2.2 递推最小二乘估计
    3.3 α-β滤波和α-β-γ滤波
        3.3.1 α-β滤波器
        3.3.2 α-β-γ滤波器
    3.4 卡尔曼滤波
        3.4.1 离散型卡尔曼滤波基本方程
        3.4.2 卡尔曼滤波仿真背景
        3.4.3 卡尔曼滤波仿真结果及分析
    3.5 扩展卡尔曼滤波
        3.5.1 扩展卡尔曼滤波原理
        3.5.2 EKF算法仿真分析
    3.6 无迹卡尔曼滤波
        3.6.1 无迹卡尔曼滤波原理
        3.6.2 UKF算法仿真分析
    3.7 本章小结
第4章 机动目标跟踪的交互式多模型滤波算法
    4.1 引言
    4.2 交互式多模型算法
        4.2.1 交互式多模型滤波算法基本原理
        4.2.2 交互式多模型滤波算法分析
    4.3 交互式多模型滤波算法仿真分析
        4.3.1 IMM算法仿真环境设计
        4.3.2 IMM算法仿真结果及分析
    4.4 本章小结
第5章 基于模糊逻辑的交互式多模型滤波算法
    5.1 引言
    5.2 模糊控制的理论基础
        5.2.1 模糊数学
        5.2.2 模糊控制系统
        5.2.3 模糊条件语句与模糊控制规则
    5.3 基于模糊逻辑的交互式多模型滤波算法(FLIMM)
        5.3.1 FLIMM算法基本原理
        5.3.2 模糊逻辑算法设计
    5.4 基于模糊逻辑的交互式多模型滤波算法仿真
        5.4.1 FLIMM仿真环境设计
        5.4.2 FLIMM仿真结果及分析
    5.5 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
致谢



本文编号：3872761