基于粒子滤波的弱目标检测前跟踪算法

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1、硕士学位论文题目:基于粒子滤波的弱目标检测前跟踪算法研究生张峰专业模式识别与智能系统指导老师郭云飞副教授完成日期2015年12月杭州电子科技大学硕士学位论文基于粒子滤波的弱目标检测前跟踪算法研究生：张峰指导教师：郭云飞副教授2015年12月DissertationSubmittedtoHangzhouDianziUniversityfortheDegreeofMasterParticleFilterBasedTrackbeforeDetectAlgorithmforWeakTargetCandidate:ZhangFengSuperv

2、isor:Asso.Prof.GuoYunfeiDecember，2015抗州电子科技大学学位论文原创性声巧和使用授权说明原御性声明本人鄉重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研巧工作所取得的成果。除文中己经注明引用的內容外，本论文不含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的作品或成果。对本文的研巧做出重要贡献的个人和集。体，巧已在文中抖明确方式标明一。申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担切相关责任论文作者签名《２月）＾：Ｂ期；年５曰学位论文使用巧权说明本人完全了解杭州电子科技

3、大学关于保留和使用学位论文的规定：研，即巧生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属杭州电子科技大学。本人保证毕业离校后，发表论文或使用论文工作成果时署名单位仍然为杭州电子科技大ｉ学。学校有权保留送交论文的复印件，允许查阅和借阅论文；学校可ｆｅｌ公布论文、。（的全部或部分内容，可Ｗ允许采用影印缩印或其它复制手段保存论文保密论文在解密后遵守此规定）论文作者签名；曰期；加（％委月所曰＾指导教师签名：年＾月／户日、／｜杭州电子科技大学硕士学位论文摘要现代战争中，飞机隐身能力大幅提高，极大影响了机载预警雷达

4、的探测威力。如何在复杂背景下对弱目标进行检测跟踪，成为雷达探测领域亟待解决的问题。基于粒子滤波的检测前跟踪技术通过设置低门限或不设门限，对雷达回波数据进行多帧积累，能递推的检测目标和估计目标状态，受到雷达数据处理领域广大学者的日益关注，具有重要理论研究意义和军事价值。本文针对弱目标检测跟踪问题，在贝叶斯框架下，开展了如下研究：首先，介绍了基于粒子滤波的检测前跟踪算法的基本原理，建立了弱目标检测前跟踪动态模型和测量模型，给出了基于粒子滤波检测前跟踪算法的实现步骤。通过检测概率、航迹虚假率等检测前跟踪性能指标，说明了基于粒子滤波检测前跟踪

5、算法的性能。其次，针对检测前跟踪算法中由于粒子分布不均匀和多样性匮乏引起的性能下降问题，提出基于拟蒙特卡洛智能粒子滤波的弱目标检测前跟踪算法。该方法通过产生低差序列点集来初始粒子分布，并在更新阶段后，对粒子进行交叉和变异操作，显著改善了粒子分布及低权重粒子的分布范围。仿真结果表明，该算法有效的改善了粒子分布和粒子多样性，提高了弱目标的检测跟踪性能。最后，针对低信噪比下机动弱目标的检测和跟踪问题，提出了基于变速率拟蒙特卡洛智能粒子滤波的检测前跟踪算法。该算法在拟蒙特卡洛智能粒子滤波的基础上，根据目标的机动情况，对状态空间进行变速率采样，

6、提高探测系统对机动弱目标的检测实时性和跟踪精度，仿真结果验证了算法的有效性。关键词：雷达探测，弱目标，检测前跟踪，粒子滤波，机动I杭州电子科技大学硕士学位论文AbstractWiththerapiddevelopmentofstealthaircraftsinmodernwar,thedetectionperformanceofairborneearly-warningradarisgreatlyaffected.Theradarsystemhastofacethechallengeofdetectingandtrackingweak

7、targetsignalinheavyclutter.Theparticlefilter(PF)basedtrack-before-detect(TBD)algorithmusetherawreturndataorlow-thresholdedreturndatatodetectandtrackweaktarget.ThePF-TBDmethodcanestimatethetargetstateinarecursivemannerandhenceisincreasinglyconcernedintheradardataprocessi

8、ngfield.Consequently,ithasimportanttheoreticalsignificanceandmilitaryvalue.Inordertosolvetheproblemofdetecting