一种新的机动目标非线性跟踪算法

描述了一种新的机动目标非线性跟踪算法（简称ＮＬＦ算法），提出了合理了机动似然函数，导出了机动概率估值方程。仿真结果表明，ＮＬＦ算法具有计算量小、跟踪性能好等特点，有较好的工程应用价值。     

机动目标跟踪中一种机动频率和方差自适应滤波算法

在机动目标跟踪中,当前统计模型(Current Statistical model, CS)需要预先依据经验设定机动频率和加速度极限值,当预先设定的值与目标的实际运动状态不一致时,将造成较大的跟踪误差。为克服上述问题,该文首先从当前统计模型的离散状态方程中,导出了一种机动频率自适应算法,然后对张安清及巴宏欣等人提出的加速度方差自适应算法进行了改进。仿真实验表明,在综合运用上述机动频率自适应和加速度方差自适应算法的基础上,对CS 模型修改后,得到的机动目标跟踪自适应滤波算法(Mending CS based Adaptive Filtering algorithm,MAF),能够有效增强基于CS 模型的机动目标跟踪自适应滤波算法(CS based Adaptive Filtering algorithm, AF)对目标运动状态变化的自适应能力,并且在低噪声环境下,跟踪精度比AF 算法有所提高,算法收敛速度可达到AF 算法的2 倍,在强噪声环境下,目标机动阶段的跟踪精度提高近2 倍,匀速阶段的精度与AF 算法相当,算法的收敛速度可达到AF 算法的4～10 倍,因此,MAF 算法具有较强的抗干扰能力。      

一种多模型贝努利粒子滤波机动目标跟踪算法

交互式多模型贝努利粒子滤波器(Interacting Multiple Model Bernoulli Particle Filter, IMMBPF)适用于杂波环境下的机动目标跟踪。但是IMMBPF将模型信息引入粒子采样过程中会导致用于逼近当前时刻真实状态与模型的粒子数减少,而且每次递推各模型间的粒子都要进行交互,存在计算量过大的缺点。为提升IMMBPF中单个采样粒子对于真实目标状态和模型逼近的有效性,该文提出一种改进的多模型贝努利粒子滤波器(Multiple Model Bernoulli Particle Filter, MMBPF)。预先选定每一个模型的粒子数,且模型间的粒子不需要进行交互,减少了计算负荷。模型概率由模型似然函数计算得到,在不改变模型的马尔科夫性质的条件下避免了小概率模型的粒子退化现象。仿真实验结果表明,所提出的MMBPF与IMMBPF相比,用较少的粒子数就可获得更优的跟踪性能。     

一种新的机动目标跟踪滤波的模型方法

本文提出了一种新的机动目标跟踪滤波的模型方法。它将目标的机动加速度作为一状态变量引入模型而直接进行估计,并通过卡尔曼滤波器的残差来检测目标机动与否。一旦检测出目标机动,马上重新启动卡尔曼滤波器以适应机动加速度的跳变。新的自适应滤波方法在这种情况下实现了最佳滤波。计算机仿真结果表明,在计算量远少于Moose方法计算量的情况下,本文方法的滤波精度与Moose方法的滤波精度相当。     

强跟踪自适应滤波器实现机动目标的精确跟踪

机动目标状态估计中的一个主要问题是:目标运动的突变性导致状态噪声无法进行统计预测.传统的EKF将噪声看成是高斯白噪声有着本质上的不足,因而无法实现稳定的跟踪.引入Sage-Husa滤波算法对有色噪声进行在线的估计,一定程度上弥补了目标运动模型不够合理的缺憾.在此基础上,从系统容错设计基本原理出发,用归一化残差功率法实时地检测可能出现的数值发散现象,一旦检测到发散,印通过一种改进的强跟踪自适应滤波器进行抑制,有效地提升了滤波的健硕性,实现了稳定跟踪.最后,针对高机动目标的运动特性,仿真验证采用变维滤波模型,用EKF对目标的简单机动进行跟踪,只有目标运动突变时才采用本文提出的算法,以提升计算的实时性.仿真结果表明此算法对高机动目标的跟踪是有效的.     

一种基于自适应滤波的雷达目标跟踪算法

针对在复杂环境下基于卡尔曼滤波的雷达目标跟踪中存在的鲁棒性和自适应性较差的问题,研究了一种新的雷达目标自适应鲁棒跟踪算法;通过引入自适应渐消因子,对估计误差协方差和滤波增益矩阵进行在线自适应调整,从而使得滤波算法具备良好的鲁棒性和自适应性,提高雷达目标跟踪的精度。最后,通过仿真对所研究的方法进行了验证。     

一种机动目标跟踪的自适应α-β滤波算法

α-β滤波器是一种在雷达数据处理中常用的跟踪滤波器,其中系数的选择是决定滤波器性能优劣的关键。在充分理解α-β滤波器算法的实质的基础上,利用一双曲函数的简单性质,提出了一种具有工程实践意义的适用于机动目标跟踪的α-β算法,该算法结构简单、运算量小、易于工程实现。文中介绍了其基本原理,给出了其理论根据,并对算法进行了仿真,在仿真中与其他工程中常用的算法相比较,仿真结果验证了算法对机动目标跟踪的有效性。     

一种基于SIFT特征的自适应滤波目标跟踪算法

针对目标跟踪过程中目标尺度伸缩和姿态形状的变化引起的目标丢失,以及使用单个模型跟踪机动目标不够理想,提出一种基于SIFT特征的自适应滤波目标跟踪算法.仿真结果表明,该算法在目标机动时,跟踪性能远优于其它特征匹配算法和多模型算法,而且计算量小,能保证跟踪的实时性.     

一种机动海目标跟踪算法研究

在α-β跟踪滤波器的基础上增加了机动检测器,根据残差过程的变化特性,设计机动检测准则来提高对机动海目标的跟踪性能。仿真比较了原始α-β跟踪滤波器和加机动检测器的滤波算法性能。     

一种精确跟踪机动目标的非线性滤波算法

在非线性系统中,最常用的是扩展卡尔曼滤波算法(EKF),当目标距离较远时,滤波器由于量测方程非线性的影响,误差较大。以机动目标“当前”统计模型为基础,建立新的机动目标模型,加入多普勒速度测量对补偿线性化误差的跟踪算法(PTLKF)进行改进。最后融入修正的加速度方差自适应算法对机动目标进行跟踪。仿真结果表明:在非线性观测条件下,改进的PTLKF算法和修正的加速度方差自适应算法的融合可以有效地改善跟踪的效果,并且其计算量明显小于强跟踪滤波算法。     

基于卡尔曼滤波的机动目标外推预测的研究

卡尔曼滤波在各个领域都有广泛的应用,如航天器的轨道计算、雷达目标跟踪、生产过程的自动控制等。卡尔曼滤波器在机动目标跟踪中具有良好的性能,是一种最佳估计并能够进行递推计算。为了研究卡尔曼滤波对机动目标的预测,首先用Matlab仿真验证自适应卡尔曼滤波的跟踪滤波能力,根据结果判定目标运动模型,进而在此运动模型下用卡尔曼预测对目标进行外推验证。     

机动目标跟踪的新算法

机动目标通常不是做恒定的运动,其运动状态会随时间的变化而变化.这就使描述系统运动的状态方程是非线性的,而且系统参数会不断变化.传统的推广卡尔曼滤波适用于定系统定参数的情况,如果运用到机动目标跟踪上会导致误差增大甚至滤波发散.基于此,将强跟踪滤波运用到机动目标跟踪上.强跟踪滤波在卡尔曼滤波的基础上引入了多重渐消因子,使强跟踪滤波具有极强的跟踪能力和较好地鲁棒性,因此可以很好地解决变系统变参数的问题.通过仿真,将强跟踪滤波与UT-BLUE滤波方法和EKF滤波方法进行比较,结果表明了该滤波方法的有效性和优越性.     

结合幅度信息的粒子滤波机动目标被动跟踪

为提高杂波条件下的机动目标被动跟踪的性能,提出了一种新的粒子滤波目标被动跟踪算法。在声纳的输出端,提取信号的幅度信息(AI),建立多模型对转弯机动目标进行状态估计,以粒子滤波算法作为基本跟踪滤波算法,将AI与概率数据关联(PDA)算法中的似然比相结合,详细推导了结合AI的粒子滤波目标被动跟踪算法(PF-AI)实现的具体过程。在同一被动目标跟踪场景,同时使用单纯PDA算法、结合辅助信息的PDA算法和PF-AI进行被动跟踪仿真,分析了轨迹跟踪性能,并使用均方根误差比较了误差性能。仿真结果表明,与两种基于PDA的跟踪算法相比,PF-AI具有更高的跟踪精度,且算法易于实现。     

用于非线性机动目标跟踪的新型IMM算法

针对在非线性机动目标跟踪中存在的滤波器易发散、机动检测有延迟等问题,把Unscented Kalman Filter(UKF)引进到交互多模型算法(IMM)中,设计了交互多模型UKF滤波器。并利用目标运动模型集概率的相对变化率设计了自适应交互多模型UKF滤波器,最后进行了计算机仿真。蒙特卡罗仿真结果表明,两种滤波算法都具备UKF滤波器精度高、稳定性好、不易发散的优点,同时不需了解目标机动的先验信息,适合于实际应用;并且自适应交互多模型UKF滤波器具有更好的跟踪效果。     

一种改进的机动目标跟踪算法

Singer模型是一种全局统计模型，它考虑了目标所有机动变化的可能性，适合于各种情况和各种类型的机动。由此也导致每一种具体战术情况下的每一种具体机动发生的概率势必很小，所以其跟踪精度不高。UKF—Singer算法通过设计逼近系统状态的分布Singer点，采用UT变换，最后获得滤波值基于状态方程的更新，有效解决了传统Singer模型存在的问题，提高了其跟踪精度。通过仿真试验证实了该算法是有效的。     

基于变步长增益调整的机动目标跟踪新算法

针对Singer模型的缺陷和“当前”统计模型存在的对弱机动目标跟踪能力较差的缺陷进行了改进,设计了一种新的加速度自适应模型;利用该模型设计出新的机动目标跟踪滤波算法,该算法对机动目标跟踪的综合性能有了较大的提高。在此基础上,为了减少滤波增益矩阵的计算量,使算法易于微机工程化实现,提出对滤波增益矩阵进行变步长调整的新方法,即通过在线检测算法确定何时有必要进行滤波增益的调整,而不需要每一步都计算增益矩阵,从而较多地降低了滤波算法的计算量。通过以上两个方面的改进,不仅提高了机动目标跟踪的精度,而且提高了目标跟踪的快速性和实时性。仿真验证表明该算法有良好的跟踪性能,而且计算量小,易于微机工程化实现。     

基于杂波环境下的机动目标跟踪算法仿真

在机动目标跟踪中,实际系统的工作环境并非理想环境。这时传统的滤波算法无法适用。为实现量测跟踪,需要数据关联算法,即数据融合问题。介绍了数据关联中的基本原理;给出数据关联的基本模型;给出PDA算法的仿真,验证算法的可行性。     

机动目标跟踪中的多模算法

机动目标跟踪是一个很具有挑战性的任务，即使是跟踪单目标也可能因为目标的逃避机动而失跟，机动目标跟踪所遇到的基本问题是所建目标模型的动力学方程与目标的实践运动模式存在着不匹配。所以很多学者研究多模算法来解决这一问题。本文对学者们在多模算法上的研究结果进行了系统总结分析，得出结论：变结构的方法是提高跟踪性能、减少运算量，将多模算法用到实际的机动目标跟踪中的有效途径。