闪烁噪声下目标跟踪的改进粒子滤波算法

针对目标跟踪系统具有强非线性非高斯的特点,提出了一种强跟踪粒子滤波(STUPF)算法.该算法将无迹卡尔曼滤波器(UKF)与强跟踪滤波器(STF)相结合作为粒子滤波提议分布,具有在线调节滤波增益阵,提高滤波器跟踪突变状态的能力.在给出闪烁噪声统计模型的基础上,将STUPF应用在几种典型目标运动模型跟踪系统中,并同UKF和...     

一种实时的机动目标多模型跟踪算法

提出了一种实时的机动目标多模型跟踪算法。该算法包含两个并行的Kalman滤波器，分别为匀速Kalman滤波器和匀加速Kalman滤波器。定义了“滤波运动模型偏离度”作为模型切换的判据，在线实现了两个Kalman滤波器的自动切换，使总输出结果最大程度的符合实际运动模型。通过可调过程噪声的自适应方法，抑制了滤波发散，避免了在模型切换时误差跳变过大。仿真测试结果表明，该算法跟踪精度高，计算量小，因此适合在自行高炮的目标跟踪中使用。     

两阶段卡尔曼滤波自适应交互式多模型算法

对于机动目标跟踪问题,由于目标机动能力的增强,需建立大量模型来逼近真实模式,使建立的目标模型与目标的实际运动适配,但这使计算量增大,而且性能不一定能提高.针对这个问题,将两阶段卡尔曼滤波器与一般的交互式多模型算法相结合,设计了一种自适应交互式多模型算法.该算法采用两阶段卡尔曼估计器估计目标的加速度,然后将其反馈到由多个不同参数构成子滤波器的交互式多模型滤波算法中进行交互式多模型滤波.与自适应半交互式多模型算法进行对比的仿真验证了该算法有效地减少了子滤波器的数量,同时在一定程度上也提高了跟踪的精度.     

基于CS-Jerk模型的改进机动目标跟踪算法

文中通过对CS-Jerk模型中的参数以及卡尔曼滤波的分析,提出了一种改进的CS-Jerk模型目标跟踪算法。该算法根据量测新息及其变化率,通过模糊推理机制自适应的调整"当前"统计Jerk模型的机动频率,接着利用强跟踪滤波器对运动模型进行滤波来弥补卡尔曼滤波器的不足。仿真结果表明,提出的改进CS-Jerk模型目标跟踪算法显著提高了原CS-Jerk模型在不同机动模式下对高机动目标的跟踪精度,验证了算法的合理性和可行性。     

一种地面目标跟踪算法的设计与实现

对地面机动目标的跟踪问题是目标跟踪领域的难点,多传感器数据融合技术以及变结构交互多模型算法是解决地面目标跟踪问题的有效途径。针对目标运动特点,将地面目标运动特性和运动状态作为先验信息,设计了一种地面目标跟踪算法,给出了算法的详细步骤,算法主要采用了加权观测融合卡尔曼滤波器及采用模型组切换方法的变结构多模型算法实现。仿真及误差分析结果表明,该算法优于传统交互多模型算法。为地面目标跟踪算法的设计提供了参考。     

微波交会对接雷达目标跟踪的卡尔曼滤波器设计

针对空间交会对接应用中追踪航天器对目标航天器的精密跟踪，采用三阶修正卡尔曼滤波器直接在球坐标系下对径向距离和径向速度进行联合跟踪，采用2个结构一致的二阶修正卡尔曼滤波器分别对俯仰角和俯仰角速度、方位角和方位角速度进行联合跟踪。提出一种状态噪声的实时估计算法，有效地解决了卡尔曼滤波应用中状态噪声的参数设计问题。仿真结果表明，本文设计的卡尔曼滤波器能够精确地跟踪目标航天器，同时具有较强的动态适应能力。     

非高斯环境下基于GPF算法的目标跟踪

介绍了高斯粒子滤波器(GPF)的基本思想和具体算法的实现步骤,并讨论了此算法在机动目标转弯模型跟踪中的应用,在闪烁噪声下比较了高斯粒子滤波器、粒子滤波器(PF)和扩展卡尔曼滤波器(EKF)的跟踪性能差异。仿真结果表明,GPF有效地改善了目标跟踪的效果,相比PF在精度和计算复杂度方面均有了明显改善。     

具有角速度测量的光电跟踪系统分析

采用球坐标位置测量的传统光电跟踪系统，在充分利用模型先验信息而不增加其它测量信息的前提下，很难进一步改善目标运动参数的估计性能。在传统光电跟踪系统基础上，引入俯仰和偏航两个角速度测量装置来提高跟踪系统性能的设计思想，尚未见文献报道。本文借鉴扩展卡尔曼滤波器(EKF)思想，建立了新的测量模型，并从理论上分析了跟踪偏差的渐进性质。对原有位置测量和附加角速度测量的序贯滤波处理保证了工程实现的可行性和实时性。仿真结果表明，附加角速度测量后，光电跟踪系统收敛速度加快，估计误差均方差减小，系统跟踪性能得到全面提升。     

跟踪机动目标的自适应卡尔曼滤波器

引言经典卡尔曼滤波器用于跟踪机动目标时,会出现一个偏差问题。本文介绍一种简单的方法,它在数学上容易处理且在运算中易于修订,用这种方法可以防止上述偏差。对于提供飞行目标的轨迹而言,卡尔曼滤波器曾是一个非常成功的工具。典型情况下,滤波器通过处理由雷达测距和两个速率陀螺得出的角度速率所组成的一系列测量结果,给出所需参数的最佳估算值。滤波器的目标动态特性模型一般定为常速直线水平运动目标。由于目标机动性的随意性     

两站对运动目标无源定位算法研究

提出的算法是利用两个观测站测得的信息,应用三角交叉定位法,对运动目标辐射源位置的估计算法进行了研究.该算法在处理测量数据时,不是采用传统上对目标位置进行估计的方法,而是直接对目标的每一次位置的估计偏差进行估计和滤波,以达到定位跟踪的目的.具体运用加权最小二乘估计,为提高估计精度,将估计的结果送入卡尔曼滤波器进一步进行处理,经过一定次数的迭代处理,可以实现对目标快速的定位和跟踪,给出了算法结构框图及仿真结果.     

基于卡尔曼滤波的水下近距目标运动分析

为跟踪水下近距目标,设计采用被动声纳平台获得目标的方位数据,用扩展卡尔曼滤波算法对测量数据进行目标运动分析来实现.建立了目标相对观测平台在固定深度做直线运动时的理论模型,针对非线性测量方程,采用雅可比矩阵来近似处理.采用标准卡尔曼滤波进行了实例仿真.结果表明,该方法将估计误差控制在8%以下,并有较好的稳定性.     

基于UKF的目标状态与系统偏差的联合估计算法

研究了三维系统偏差条件下的扩维目标跟踪问题,提出了一种基于不敏卡尔曼滤波器（UKF）的系统偏差和目标状态的联合估计算法（ASUKF）.Monte-Carlo仿真结果表明,ASUKF算法较好地避免了扩展卡尔曼滤波器的模型线性化误差易导致滤波发散的问题,能更加有效地对目标状态和系统偏差进行实时联合估计.     

基于卡尔曼滤波的无源雷达目标跟踪分析

提出了一种基于卡尔曼滤波的无源雷达目标跟踪方法.利用无源雷达所测得的运动目标的二维不全信息, 根据卡尔曼滤波迭代估算出目标的位置.简要对无源雷达组网中的信息转换和航迹融合问题进行了讨论.对目标的仿真结果表明, 该算法具有良好的跟踪性能.     

基于模糊控制交互式多模型粒子滤波的静电机动目标跟踪

针对交互式多模型粒子滤波算法（IMMPF）的精度不高,算法更新时间长,难以满足静电机动目标跟踪要求的问题,提出了一种新的基于模糊控制的交互式多模型粒子滤波算法（FIMMPF）。该算法先利用模糊控制方法实现实时调整交互式多模型算法中的转换概率矩阵,使与目标当前运动状态最接近的运动模型在混合产生这一采样时刻的初始状态向量里占有更大的比重。同时,为了提高基本粒子滤波算法的精度,减小算法更新时间,再利用中心差分扩展卡尔曼滤波算法产生基本粒子滤波的建议分布函数,实现对目标运动状态的更新。理论分析和仿真结果表明,所提出的算法能够以更高的定位精度,更小的计算量实现对静电机动目标的跟踪。     

基于形态学和Hough变换的航迹起始研究

为进一步提高密集杂波环境下航迹起始算法的有效性,受人工航迹起始方法的启发,将雷达多次扫描数据视作二值图像,提出了一种基于形态学中膨胀操作和Hough 变换相结合的航迹起始算法。首先为降低计算量,基于最大速度和雷达扫描周期这一先验信息构造了距离关联门,提出了一种去除图像杂波点的预处理方法;分析了雷达量测误差对目标位置的影响,给出了一种描述目标空间分布范围的近似方法,并依此构造了膨胀操作的结构元素,利用该结构元素对源图像进行膨胀来强化真实航迹呈直线这一特性,继而运用Hough 变换方法进行直线检测。仿真实验给出了各步操作的算法结果,证明了所提预处理算法和起始算法的有效性。     

基于滤波器组的船舶静电场跟踪

针对船舶静电场跟踪中先验信息缺失的问题,引入滤波器组方法,提出了一种新的船舶静电场跟踪算法。建立船舶静电场跟踪的状态空间模型,用水平电偶极子对船舶静电场进行建模;以渐进更新扩展卡尔曼滤波为基本滤波单元,采用一组滤波器对目标进行跟踪;根据电场计算公式设计滤波初值,并利用最大似然法确定可靠的跟踪轨迹。仿真和海上电偶极子跟踪实验表明,滤波器组方法能够有效地解决先验信息缺失条件下的船舶静电场跟踪问题,最大似然选择法能够筛选出正确的跟踪轨迹,在跟踪过程中滤波算法对方位信息更加敏感。     

一种基于粒子滤波的改进红外目标跟踪算法

针对传统红外目标粒子滤波跟踪中仅利用目标灰度信息可能导致目标分辨能力不高的问题,构建了基于位置和灰度的联合时空灰度模型,提出了一种基于联合时空直方图的粒子滤波目标跟踪算法,实验表明:在复杂背景下,该算法能够实现对红外目标稳健的跟踪。     

滑动置信度约束的红外弱小目标跟踪算法研究

为了提高红外视频弱小目标的跟踪精度,提出了滑动置信度约束的弱小目标跟踪方法。在快速自适应中值滤波的红外图像背景抑制技术的基础上,设计了正交变换和置信域约束的轨迹预测,利用加权参数增强目标函数的收敛性能,提高下一位置初的预测准确度;通过轨迹相邻点的位置差计算搜索窗口的大小,搜索与之相匹配的特征点进行关联处理,完成对初预测点的筛选;以滑动轨迹置信度检验为准则判决轨迹的真实性,并进行目标轨迹更新以实现对弱小目标的准确跟踪。通过红外弱小目标视频对所提算法进行了实验验证,结果表明,该算法对红外弱小目标的跟踪轨迹误差有较小的均方偏差与均方差,在噪声消除和对图像整体信息保护方面都具有良好的性能。     

自适应Kalman滤波在巡航导弹航迹融合中的实现

针对巡航导弹航迹的融合与滤波问题,提出改进Kalman线性滤波算法的一种思路与方法。巡航导弹航迹融合模型包括飞行动态模型、探测器观测模型、Kalman滤波算法模型、坐标转换及转换后方差的近似计算方程等。这种改进算法基于转向判定域调整滤波初值,给出算例并对相关计算数据进行了简要地分析与评价。实验表明,这种改进算法精确有效。