Kalman滤波原理及程序（手册）解析(4)

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% 功能说明： UKF在目标跟踪中的应用

% 参数说明： 状态6维，x方向的位置、速度、加速度；y方向的位置、速度、加速度； % 观测信息为距离和角度；

%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%function ukf_for_track_6_div_system

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n=6; % 状态位数 t=0.5; % 采样时间 Q=[1 0 0 0 0 0; 0 1 0 0 0 0; 0 0 0.01 0 0 0; 0 0 0 0.01 0 0; 0 0 0 0 0.0001 0;

0 0 0 0 0 0.0001];%过程噪声协方差阵 R = [100 0;

0 0.001^2];%量测噪声协方差阵 % 状态方程

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目 录

第一章 Kalman滤波概述 1 1.1 kalman滤波的背景 1 1.2 kalman滤波的发展过程 3 1.3 kalman滤波应用领域 5 第二章 线性卡尔曼滤波 6 2.1 Kalman滤波原理 6 2.1.1 射影定理 6

2.1.2 Kalman滤波原理推导 8 2.1.3 Kalman滤波过程描述 10

2.2 Kalman滤波在温度测量中的应用 12 2.2.1 原理介绍 12 2.2.1 matlab仿真程序 13

2.3 Kalman滤波在自由落体中的应用 14 2.3.1 原理介绍 14 2.3.2 Matlab仿真程序 19 2.3.3 C语言程序 20

2.4 Kalman滤波在船舶GPS导航定位系统中的应用 22 2.4.1 原理介绍 22 2.4.2 matlab仿真程序 25

2.5 Kalman滤波在石油地震勘探中的应用 26 2.5.1 石油地震勘探白噪声反卷积滤波原理 26 2.5.2 石油地震勘探白噪声反卷积滤波仿真程序 28 2.6 Kalman滤波在视频图像目标跟踪中的应用 31

2.6.1 视频图像处理的基本方法及程序 31 2.6.2 Kalman滤波对自由下落的皮球跟踪应用 33 2.6.3 目标检测程序 33

2.6.4 Kalman滤波视频跟踪程序 35 第三章 扩展卡尔曼滤波EKF 37 3.1 扩展Kalman滤波原理 37

3.2 扩展卡尔曼在一维非线性系统中的应用 38 3.2.1 状态方程和观测方程都为非线性的通用系统 38 3.2.2 EKF一维非线性系统仿真程序 40

3.3 扩展卡尔曼在二维非线性系统中的应用 41

3.3.1 状态方程和观测方程都为非线性的通用二维系统 41 3.3.2 EKF二维非线性系统仿真程序 43 3.4 扩展卡尔曼在二维目标跟踪中的应用 44 3.4.1 基于观测距离的EKF目标跟踪算法 44 3.4.2跟踪算法matlab程序 44

3.4.3 基于纯方位的EKF目标跟踪算法 46 3.4.4纯方位目标跟踪算法matlab程序 47 3.5 EKF在纯方位寻的导弹制导中的应用 48 3.5.1 三维寻的制导系统 48 3.5.2 寻的制导matlab仿真程序 52 第四章 无迹卡尔曼滤波UKF 55 4.1 无迹Kalman滤波原理 55 4.1.1 UT变换 55

4.1.2 无迹卡尔曼原理 56

4.2 UKF在单站二维目标跟踪中的应用 57 4.2.1 原理介绍 57 4.2.2 仿真程序 57

4.3 UKF在六维CA目标跟踪模型中的应用 60 4.3.1 原理介绍 60 4.3.2 仿真程序 62

第五章 交互多模型卡尔曼滤波 65

5.1交互多模型Kalman滤波（IMM） 65 5.1.1 交互多模原理 65 5.1.2 仿真方法 66

5.2交互多模型Kalman滤波在目标跟踪中应用 70 5.2.1 仿真分析 70 5.2.2 IMM仿真程序 71

第六章 自校正α-β跟踪滤波器 76 6.1 自校正α-β跟踪滤波器 76

6.2 自校正α-β跟踪滤波器在雷达跟踪系统中的应用 78 6.2.1 跟踪系统介绍 78

6.2.2 自校正α-β跟踪滤波器仿真程序 80 6.2.3 Gevers-Wouters算法仿真程序 81 6.2.4 递推增广最小二乘自校正算法程序 82

6.3 含未知模型参数的自校正α-β跟踪滤波器 6.3.1 原理介绍 83 6.3.2 仿真程序 85

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