高機動目標Jerk模型跟蹤算法研究.pdf

1、目標跟蹤技術,就是通過各類不同的傳感器來獲取目標的位置,航向角等信息,并且對目標的當前和未來的運動狀態(tài)所做的一系列的估計和預測運算的一種科學研究方法,它不論在軍事應用還是民用產品亦或是別的很多領域,都得到了廣泛應用。它的基本研究內容是從已經獲取的不精確的目標信息中,盡可能準確的估計和預測得到目標的當前真實狀態(tài),這個過程中必不可少的步驟便是對獲取到的目標信息作相關的濾波處理。經過幾十年的發(fā)展研究,卡爾曼濾波算法已經被證明是一種性能優(yōu)越的濾

2、波算法。同時,一般濾波過程都是建立在一定的跟蹤模型基礎上的,從而可以得出,機動目標跟蹤理論主要包括兩大研究對象:目標運動模型的建立和濾波算法的選擇。伴隨著近幾年科學技術的飛速發(fā)展以及飛行器的機動性能不斷增強,本文也是通過對前人研究的借鑒,針對高速高機動目標,進行了下面的學術研究:
　　首先,歸納了這幾年機動目標跟蹤的發(fā)展狀況和國內外學者的研究成果,總結得出了機動目標跟蹤問題的組成元素和相關原理,涵蓋了形成并處理量測數(shù)據(jù)、建立機動目

3、標的運動模型、運動軌跡的自適應濾波與預測以及目標的機動檢測與辨識。
　　其次,詳細地介紹了機動目標跟蹤領域的兩大研究對象:機動目標模型的建立和目標的狀態(tài)估計。分別概括了適用于目標非機動情況下的勻速、勻加速基本模型,以及適用于目標處于機動情況下的Singer模型、協(xié)調轉彎模型、Jerk模型、“當前”統(tǒng)計模型等機動目標基本模型。同時,對于組合模型,包括交互式多模型以及CS-Jerk模型的基本原理等做了較為詳盡的分析。對于目標的狀態(tài)估計

4、,重點介紹了一些常用的線性濾波方法:卡爾曼濾波器、線性自回歸濾波器、α-β濾波器及兩點外推濾波器;非線性濾波方法:粒子濾波器、擴展卡爾曼濾波器、強跟蹤濾波器和無跡卡爾曼濾波。
　　最后,通過對CS-Jerk模型的分析,針對機動頻率α的大小是由人為確定的問題,提出了一種更加合理的基于CS-Jerk模型的改進機動目標跟蹤算法。此算法中首先設計出機動頻率模糊自適應實現(xiàn)的模糊控制器,然后根據(jù)量測新息及其變化率,通過前面設計的模糊控制器自適