机动目标跟踪算法的研究

西北工业大学

硕士学位论文

机动目标跟踪算法的研究

姓名：彭亮

申请学位级别：硕士

专业：系统工程

指导教师：陈红林

20070301

西北工业大学硕士学位论文摘要

摘要

机动目标跟踪是一个研究对目标机动运动不能准确描述的目标运动估计问题。它在军用和民用领域中都有着广泛的应用。因此，本论文对机动目标跟踪问题在学习前人研究成果的基础上，对它进行了更深入、系统的研究。

本论文首先概述了目标跟踪模型的建立，给出了几种常见的机动目标运动模型和量测模型坐标转换方法，研究了机动目标跟踪领域中的几种主要滤波方法。研究分析了机动检测和辨识的算法，研究了交互式多模型的算法，并讨论了这些算法所存在的问题。在此基础上，对相关的问题进行了深入细致的研究，取得了以下成果：

（１）在研究机动检测与辨识算法过程中，对基于当前统计模型的算法详细分析了其存在的缺陷，并在改进其缺陷的基础上提出了改进算法。该算法不仅可以很好的检测机动，而且把检测到的机动分为强、弱机动两种以改进跟踪性能。最后通过仿真试验表明了该算法具有全面的跟踪能力。

（２）分析了交互式多模型算法的影响因素，提出了针对这些影响因素的改进型交互式多模型算法。对这些改进型交互式多模型算法进行仿真试验，通过仿真结果得出了模型集的改变对交互式多模型算法的跟踪性能影响最大的结论。

（３）将改进的当前模型算法与交互式多模型算法结合得出了一种新的自适应算法。该算法在交互式模型算法中改变了模型集并动态地调整了过程噪声，可以扩大可跟踪范围和提高跟踪精度。通过仿真试验证实了该算法对跟踪能力的提高。关键词：机动目标跟踪，当前统计模型，交互式多模型算法，卡尔曼滤波

两北工业大学硕士学位论文ＡＢＳＴＲＡＣＴ

ＡＢＳＴＲＡＣＴ

Ｔｈｅｍａｎｅｕｖｅｒｉｎｇｔａｒｇｅｔｔｒａｃｋｉｎｇｉｓ

ａｃｃｕｒａｔｅｄｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎｏｆｔａｒｇｅｔｓｐｏｒｔａｒｅｓｅａｒｃｈｅｘｅｒｃｉｓｅｔｏｔｈｅｔｒａｃｋｉｎｇｔａｒｇｅｔｃａｎ’ｔｅｓｔｉｍａｔｅｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍ．Ｔｈｅｓｕｂｊｅｃｔｈａｓｔｈｅｅｘｔｅｎｓ－ｉｖｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｉｎｆｏｒｕｓｅｂｙｔｈｅｍｉｌｉｔａｒｙ

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Ｆｉｒｓｔｌｙ，ｔｈｉｓｄｉｓｓｅｒｔａｔｉｏｎｓｕｍｍａｒｉｚｅｓｔｈｅｅｓｔａｂｌｉｓｈｍｅｎｔｏｆｔｈｅｔａｒｇｅｔｔｒａｃｋｉｎｇｍｏｄ—ｅｌ，ａｎｄｇｉｖｅｓｓｏｍｅｏｆｆａｍｉｌｉａｒｔａｒｇｅｔｍａｎｅｕｖｅｒｉｎｇｍｏｄｅｌｓａｎｄｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓｔｈｅｍｅｔｈｏｄ

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ｔｏ（１）Ｉｎｓｔｕｄｙｍａｎｅｕｖｅｒｄｅｔｅｃｔｉｏｎａｎｄｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎａｌｇｏｒｉｔｈｍｐｒｏｃｅｓｓ，ｄｅｔａｉｌｅｄ

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ｔｏｔｈｅｍａｎｅｕｖｅｒｏｆｔｈｅｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔａｌｇｏｒｉｔｈｍｆｏｌｌｏｗｓｄｉｆｆｅｒｅｎｔｗａｙ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｐａｓｓ

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（２）Ａｎａｌｙｚｅｄｔｈｅｓｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｓｆａｃｔｏｒｏｆｔｈｅｉｎｔｅｒａｃｔｉｎｇｍｕｌｔｉｐｌｅｍｏｄｅｌａｌｇｏｒｉｔｈｍ．Ｔｈｅｎｐｕｔｆｏｒｗａｒｄ

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（３）Ｃｏｍｂｉｎｅｄｗｉｔｈ

ｍｕｌｔｉｐｌｅｍｏｄｅｌｃａｌｌＡＢＳＴＲＡＣＴｔｈｅｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔｃｕｒｒｅｎｔｓｔａｔｉｓｔｉｃａｌｍｏｄｅｌａｎｄｔｈｅｉｎｔｅｒａｃｔｉｎｇｇｅｔａｋｉｎｄｏｆｎｅｗａｄａｐｔｉｖｅａｌｇｏｒｉｔｈｍ．Ｉｎｉｎｔｅｒａｃｔｉｎｇｍｕｌｔｉｐｌｅｍｏｄ．ｅｌｏｆｔｈｅｎｅｗａｌｇｏｒｉｔｈｍｃｈａｎｇｅｄｔｈｅｍｏｄｅｌｇａｔｈｅｒ

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