飞行试验中多传感器机动目标跟踪方法的研究

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1、飞行试验中多传感器机动目标跟踪方法的研究重庆大学硕士学位论文（专业学位）学生姓名：谢忆指导教师：丁宝苍教授兼职导师：郭海军高工学科门类：工程硕士（控制工程领域）重庆大学自动化学院二O一四年四月MutipleSensorManeuveringTargetsTrackingAlgorithminAirTestsAThesisSubmittedtoChongqingUniversityinPartialFulfillmentoftheRequirementforProfessionaldegreeByXieYiSupervisedbyPro.Baoca

2、ngDingPluralisticSupervisedbySeniorEng.GuoHaijunSpecialty:ME(ControlEngineeringField)CollegeofAutomationofChongqingUniversity,Chongqing,ChinaApril2014重庆大学硕士学位论文中文摘要摘要多机动目标跟踪问题是目标跟踪领域的一个重要研究方向，在空中预警、战场监视等军事领域，以及空中交通管制、导航系统等民用领域都具有广阔的应用前景。随着科学技术的飞速发展，现代跟踪环境发生了显著变化，多机动目标跟踪及数据关联技

3、术遇到了强劲的挑战。本文对多机动目标跟踪中的两个关键技术，即数据关联和跟踪维持进行了深入的研究，主要工作和取得的成果如下：首先，综述了机动目标跟踪的基本原理，概括总结了机动目标跟踪问题的基本要素，包括目标运动模型以及跟踪机动目标常用的滤波算法，同时分析了各种滤波算法的特点。其次，针对杂波环境下多个非机动目标的数据关联及跟踪维持问题，研究了联合概率数据关联(JPDA)等传统的关联方法。重点实现了JPDA和m-最优多假设两种数据关联算法。考虑到m-最优多假设算法具有高计算复杂度的缺陷，分别从降低聚矩阵行、列向量维数的角度，提出了两种改进的m-最优MH

4、T算法，所提出的算法在目标和量测数较大的环境下效果尤为明显。蒙特卡洛仿真结果表明该算法能够在保持滤波精度和关联正确率稳定不变的前提下缩短跟踪时间。最后，针对杂波环境下多个机动目标的数据关联及跟踪维持问题，研究并实现了交互式多模型联合概率数据关联（IMMJPDA）和交互式多模型多假设（IMMMHT）两种算法。当目标及量测数较多时，提出了一种基于量测分组的IMMMHT改进算法，较大程度上缓解了原IMMMHT方法由于高维度聚矩阵分裂带来的庞大计算量问题。通过对两个和三个机动目标的跟踪仿真实验证明了上述算法的有效性。关键词：多传感器目标跟踪，数据关联，I

5、MMJPDA，IMMMHTI重庆大学硕士学位论文英文摘要ABSTRACTMultiplemaneuveringtargetstrackingproblemisaresearchfocusofthefieldoftargettrackingatpresent,andithasextensiveapplicationperspectiveinmilitaryandcivilindustries,suchasairwarning,battlefieldsurveillance,airtrafficcontrol,andnavigationsystems

6、,etc.Withtherapiddevelopmentofscienceandtechnology,moderntrackenvironmenthasundergonesignificantchanges.Multi-targetstrackinganddataassociationtechnologyfacedstrongchallenges.Thispaperisconcernedwithtwoaspectsofmultiplemaneuveringtargetstrackingproblemthroughtheweaponsandequi

7、pmentpre-researchprojects,thosearemaneuveringtargettrackinganddataassociation.Themainworkandachievementsareasfollows:Firstly,anoverviewofthebasicprinciplesofmaneuveringtargettrackingispresented.Thebasicelementsofmaneuveringtargettrackingproblemaresummedup,includingthetargetmo

8、tionmodelsandthecommonlyusedfiltersformaneuveringtargettrackingalgor