一种适用于机动目标跟踪的改进卡尔曼滤波算法

针对卡尔曼滤波跟踪强机动目标时性能下降的问题,提出了一种适用于机动目标跟踪的改进卡尔曼滤波算法.该算法在卡尔曼滤波算法的基础上,根据当前量测目标航向与前一目标航向之间的航向角度差,判断机动强弱并计算出加权函数值,然后用加权函数值根据量测数据依次修正机动目标加速度预测值和目标预测状态,最终改进目标的状态估计.仿真结果表明,目标强机动时该算法具有较高的跟踪精度.     

在混合坐标系下的机动目标跟踪滤波器

本文介绍了在球面－直角坐标系下跟踪机动目标的卡尔曼滤波算法．为克服观测噪声非白，本文引入了扩充向量，并应用旋转增益算法，对卡尔曼滤波的协方差阵及增益阵实现了解耦．通过仿真计算，对本文提出的算法与国外两种类似的算法在相同的机动和量测噪声特性情况下进行了比较，其结果显示了本算法的优越性．     

螺旋机动目标建模与跟踪滤波器设计

建立了一种描述弹道导弹作圆锥形螺旋机动的三维耦合运动数学模型.根据目标进行圆锥形螺旋机动的两种运动模式,得出了两种模式下具有相同形式的描述目标运动的状态方程,此运动状态方程是线性的且只与目标机动频率相关.进而给出了该状态方程的离散化形式,以及通过坐标转换关系,设计此类螺旋机动目标的跟踪滤波器的方法.最后通过导弹拦截实例仿真,验证了本文所提出的方法具有良好的目标跟踪效果.     

基于多模型粒子滤波的机动多目标跟踪算法

针对密集杂波环境下机动多目标跟踪中系统强非线性以及运动模式切换对于滤波精度的不利影响,提出了一种基于多模型粒子滤波的机动多目标跟踪算法.新算法实现了多模型粒子滤波和广义概率数据关联算法的有机结合.通过在粒子状态采样过程中引入模型信息改善了交互式多模型和粒子滤波结合中导致的计算量膨胀问题,并利用广义概率数据关联算法实现回波的有效确认和回波信息的充分利用.给出了应用该方法的具体步骤,最后,理论分析和仿真实验证明该算法的有效性.     

机动目标跟踪中一种新的自适应滤波算法

通过分析基于“当前”统计模型的机动目标自适应跟踪算法,指出该算法对目标机动加速度极限值的依赖性,而实际中预先设定加速度的最大值是不可行的。为克服这一缺点,文中给出一种新的自适应滤波算法,该方法无需提前给定加速度最大值,可以直接利用位置估计值和加速度之间的函数关系进行加速度方差自适应调整。仿真结果表明,与标准的自适应滤波相比其跟踪精度有了较大提高。     

自适应滤波在空间机动目标相对导航中的应用

针对空间机动目标的相对导航问题展开讨论,提出了基于UKF的空间机动目标相对导航自适应滤波方法。文章从机动目标的检测和滤波器参数的调整两方面入手,首先使用统计学方法处理机动判据归一化新息加权平方和,以避免虚警并使目标检测更为有效,然后设计一套放大状态估计协方差矩阵的滤波器参数自调整策略,实现在检测到目标机动后滤波器能够快速收敛并持续稳定跟踪。仿真验证所设计的滤波器较传统的UKF能够更好地完成机动目标的相对导航任务。     

杂波环境中一种新的机动目标跟踪算法

针对传统交互式多模型概率数据互联(IMM PDA)算法中因模型选取的不确定性,跟踪精度低等缺点,引入了联合交互式多模型概率数据互联的思想,在此基础上提出了一种适用于杂波环境机动目标跟踪的新算法——交互式自适应概率数据互联(IMMAPDA)算法,将自适应滤波算法应用到PDA滤波器中和数据关联进行有机结合,提高了杂波环境中机动目标的跟踪精度。理论分析与仿真结果验证了该算法的优越性,提高了目标跟踪精度,解决了全局最优化问题。     

一种带径向速度量测的Jerk-EKF机动目标跟踪算法

为了提高机动目标跟踪精度,在基于Jerk模型的扩展卡尔曼滤波算法(Jerk-EKF)基础上,提出了一种带径向速度量测的扩展卡尔曼滤波算法(Jerk-EKFrv).该算法通过引入径向速度量测扩充了量测矩阵的维数,然后利用展开泰勒级数的一次项,解决量测方程中状态向量和量测向量的非线性问题,最后采用卡尔曼滤波算法对目标状态进行估计.对Jerk-EKF和Jerk-EKFrv算法的仿真结果表明,Jerk-EKFrv算法能够有效提高机动目标的跟踪精度.     

基于改进卡尔曼滤波目标跟踪分簇方法研究

针对现有的目标跟踪分簇算法没有从根本上解决参与跟踪的节点数量过多,导致整个无线传感器网络(WSN)能耗的增加问题,提出一种基于Fisher信息矩阵的改进卡尔曼滤波的目标跟踪分簇方法 (Fisher Matrix for Kalman Filter,FMKF),用于针对性的选择节建立跟踪簇。该算法利用随机矢量估计的克拉美罗下界获得未知噪声的统计特性,优化卡尔曼滤波器的误差协方差。在无线传感器网络动态分簇时,创新的使用信息判据作为标准,并且加入节点剩余能量判据。仿真结果显示,FMKF算法与控制簇的激活半径算法和无分簇算法相比,FMKF算法可以在减少跟踪节点的数量的同时提高跟踪精度。     

一种参数自适应调整的机动目标跟踪模型

针对＂当前＂统计（CS）模型的跟踪性能依赖于模型先验参数的问题,提出了一种自适应＂当前＂统计（ACS）模型.该模型利用新息向量表征目标的机动情况,采用其指数型调整函数自适应调整模型参数和滤波增益,提高了机动模型和目标运动形式的匹配程度,并修正了机动加速度均值,使之适合于一般运动形式.仿真结果表明：与CS模型、改进＂当前＂统计（MCS）模型比较,应用该模型对机动目标的跟踪误差分别减小了11.36%、15.64%.     

仅有角测量的跟踪机动目标系统

仅有角测量跟踪技术在理论上和实际上受到了广泛的应用。由于以往的仅有角测量跟踪滤波器不能精确跟踪机动目标,本文提出了带有机动目标检测器的修正增益的推广卡尔曼滤波器。这种滤波器是以线性动态系统及非线性观测方程为前提而推导的。文中给出了仿真数据结果,并与准线性卡尔曼滤波器,改进型推广卡尔曼滤波器作了比较。     

似然迭代离差差分滤波算法的机动再入目标状态估计

针对使用离差差分滤波算法对机动再入目标状态估计时,不能充分用到最新量测信息,状态估计误差较低的情况,提出一种新的滤波算法——似然迭代离差差分滤波算法．该算法在二阶离差差分滤波算法的量测更新过程中采用Gauss—Newton方法不断逼近最大后验估计,且使用迭代状态估计值代替状态预测值,修正迭代公式,并使用确保产生的迭代序列向最大似然面移动的迭代终止条件．使用似然迭代离差差分滤波算法估计机动再入目标状态,蒙特卡罗仿真表明,该算法不仅提高了状态估计精度,而且还有很快的收敛速度．     

Adaptive Track Predicting Control for Target Tracking Control Systems

The target trackingsystemis widely usedin mil-itary andindustry,such as radar track and uncertainrobot manipulators.It’s difficult to realize high pre-cision real-ti me trackingto a maneuveringtarget.Formaneuvering target,its motion direction,velocityand acceleration are uncertain,it requires that theservo system must have fast response.For commonoutput feedback control system,the hysteresis alwaysexists between the input and output because anyphysical actuator needs a period of response ti m…     

Target Tracking Algorithm Based on Meanshift and Kalman Filter

Directed at the problem of occlusion in target tracking, a new improved algorithm based on the Meanshift algorithm and Kalman filter is proposed. The algorithm effectively combines the Meanshift algorithm with the Kalman filtering algorithm to determine the position of the target centroid and subsequently adjust the current search window adaptively according to the target centroid position and the previous frame search window boundary. The derived search window is more closely matched to the location of the target, which improves the accuracy and reliability of tracking. The environmental influence and other influencing factors on the algorithm are also reduced. Through comparison and analysis of the experiments, the modified algorithm demonstrates good stability and adaptability, and can effectively solve the problem of large area occlusion and similar interference.     

目标跟踪的交互多模型方法

目的开发一个实用的目标跟踪方法,它对机动目标和非机动目标的跟踪精度都很高．方法首先建立新IMM跟踪模型,然后用计算机仿真的方法证实该模型的性能,并与已有的经常用于机动目标跟踪的“当前”加速度模型比较．结果仿真结果表明,IMM模型在目标运动的非机动段的跟踪精度比“当前”加速度模型高得多,而在机动段则有着与“当前”加速度模型相当的精度．结论在目标跟踪时,IMM模型比“当前”加速度模型有更高的综合精度,它将发展成为一种实用目标跟踪方法．     

基于均值漂移和卡尔曼滤波的目标跟踪方法

分析了Mean-shift难以有效跟踪复杂背景下灰度运动目标的主要缺陷,提出了结合Mean-shift和强跟踪滤波器的目标跟踪方法。该方法利用强跟踪滤波器预测目标在当前时刻的起始位置,然后Mean-shift在该位置的邻域内寻找目标所处位置。同时,采用Bhattacharyya系数度量"目标模型"和"候选模型"相似程度,提出一种目标遮挡因子,作为目标被遮挡程度的判断根据,并由此确定"候选模型"是否更换为"目标模型",避免目标模型过度更新。对城区交通环境下的车辆目标进行跟踪。实验结果表明,该方法较原Mean-shift方法可明显提高阻挡情况下的目标跟踪稳定性。     

基于Kalman滤波器的运动目标跟踪算法

运动目标跟踪是计算机视觉中的一个典型问题,如何能准确快速的跟踪目标是研究的关键。提出了Kalman滤波器结合Camshift的改进算法。首先选取一段视频图像序列,通过背景差分法快速检测出运动目标,初始化搜索窗口,用Kalmam滤波器预测目标位置,再用Camshift迭代算法计算目标最优的位置,将结果作为Kalman滤波器进行下一次预测的估计值。实验表明,当目标被严重遮挡或受到同色背景干扰时,本算法仍能快速准确的跟踪运动目标。     

一种变结构多模型机动目标跟踪算法的研究

该文针对在机动目标跟踪领域应用广泛的交互式多模型算法,是一种基于固定模型集合的算法,由此带来一个两难问题,既需要较多的模型保证跟踪精度,有会因为太多的模型而增加计算量。该文提出了一种基于序列似然比检测的变结构多模型算法,给出了一种模型集合自适应的解决方法。该方法提高了跟踪精度的同时也降低了计算量。随着反舰导弹的威胁日益增大,该文针对反舰导弹的机动特性,仿真验证了该算法的有效性。     

模糊化模型概率的IMM-SUPF机动面目标跟踪

为了提高跟踪系统对水面机动目标的跟踪能力,本文将水面目标建模为椭圆形面目标,提出一种基于交互多模型(interacting multiple model, IMM)算法的机动面目标跟踪方法。首先,利用现代高分辨率雷达获得的面目标扩展测量,给出了基于面目标的跟踪测量方程。其次,将强无迹粒子滤波(strong unscented particle filter, SUPF)算法引入到IMM中得到IMM-SUPF。该SUPF利用强跟踪无迹卡尔曼滤波(strong tracking unscented Kalman filter, STUKF)产生粒子建议分布。由于STUKF采用渐消因子调整UKF的状态模型协方差和观测模型协方差的比例,使得建议分布更符合真实状态的后验概率分布,从而提高了IMM算法中子模型滤波器的估计精度。最后,基于模糊隶属度函数对粒子的模型概率进行模糊化,从而在提高真实模型滤波器中粒子模型概率的同时减小非匹配模型滤波器中粒子模型概率,进而提高了IMM算法的估计融合精度。Monte-Carlo仿真实验表明,相比于传统的基于质点目标的IMM-UPF算法,文中所提的基于面目标的IMM算法跟踪精度更高,且所提算法的误差超调量更小,收敛更快。此外,所提面目标IMM算法的跟踪精度也要高于面目标IMM-UPF算法。针对水面机动目标跟踪问题,不同于传统的质点目标IMM算法,文中将水面目标建模为椭圆形面目标,并利用面目标扩展测量信息设计了模糊化模型概率的IMM-SUPF算法。该算法进一步提高了跟踪系统对水面机动目标的跟踪能力。