一种机动目标跟踪滤波算法及其应用研究

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1、南京理工大学硕士学位论文一种机动目标跟踪滤波算法及其应用研究姓名：武必胜申请学位级别：硕士专业：系统工程指导教师：薄煜明20080601硕士论文一种机动目标跟踪滤波算法及其应用研究摘要目标跟踪在在军事和民用领域，譬如空防和空中交通管制中，都有着广泛的应用，而随着现代航空航天技术的飞速发展，各种飞行器的航行速度和机动性能越来越高，对目标跟踪也提出越来越高的要求。运动目标的机动会使跟踪系统的性能下降，由于机动是随机出现的，并且机动模式也是复杂和多样的，因此对机动目标进行跟踪一直是一个具有挑战性的问题，在理论和实践两方面都有较高的技术难度。本文首先介绍了目标跟踪的相关应用，回顾了目标跟踪问题的

2、发展，并介绍了该领域的研究现状，对交互式多模型(MM)算法及其改进算法的研究情况进行了重点介绍。研究了用于跟踪机动目标的算法，主要内容包括以下方面：详细介绍了几种现在广泛应用的机动运动模型，分析了这些模型的过程方程及各种参数，包括匀速运动(CV)模型、匀加速运动(CA)模型、Singer模型、“当前’’统计模型和二级滤波模型。重点讨论了两种典型的自适应滤波：检测自适应滤波算法和交互式多模型(IMM)算法；详细介绍了这两类算法的原理及步骤，提出了具体的实现方法，并对卡尔曼滤波、机动检测和IMM算法作了深入研究。把机动检测引入IMM算法中，提出了一种带检测的交互式多模型算法，即模型可变的IM

3、M算法，并通过算法仿真和其他算法的性能作了对比，结果表明改进的算法具有良好的跟踪性能，是一种可行的算法。最后对论文作了总结，并对未来的研究方向和发展趋势作了展望和建议。关键词：目标跟踪，自适应滤波，机动检测，交互式多模型算法Abstract硕士论文Inbothmilitaryandcivilianfields，forinstance，inairdefenseandinairtrafficcontrol，weallneedtrackingtargetsinareliableandaccuratemode．Andalongwiththerapiddevelopmentoftheaerospa

4、cetechnology,allflightvehiclesspeedandmaneuverabilityarehigherandhigher．Howtoenhancetheperformanceoftrackinghighspeedandhighlymaneuveringtargetshasbecomemoreandmoreimportant．Themaneuveringtargetcanworsetheperformanceofthetrackingsystems，becauseofthecomplexity,therandomnessandthemultiplicityofmane

5、uvering，it’Sachallengeableproblemtotrackmaneuveringtargets，whichhasboththeoreticallyandpracticallytechnicaldifficulties．’Atfirst，thispaperintroducesthedevelopmenthistoryandtheresearchstatusoftheproblemoftrackingmaneuveringtargets，mostlyintroducestheinteractingmultiplemodel(㈣algorithm．Afewextensiv

6、elyusedmaneuveringmodelsisintroduced，suchasconstantvelocity(CV)model，constantacceleration(CA)model，Singermodel，“current”statisticalmodelandtwo—stagefiltermodel，anddiscusseseverymodel’Sstatefunctionandparameters．Then，wediscusthealgorithmofadaptivefilter．Theprincipleanddesignprocedureoftwotypesofal

7、gorithmareintroducedindetails．Meanwhile，theimplementmethodsareproposed．Thispaperproposestwokindsoftargettrackingalgorithm．Andbasedonthetwoalgorithmsabove，anewmodifiedIMMalgorithmisproposed，thesimulationresultsindicate，