基于期望系统噪声模型的自适应机动目标跟踪

对于机动目标跟踪问题,由于目标机动能力的增强,使建立的目标模型与目标的实际运动失配。为解决这个问题,需建立大量模型来逼近真实模式。但这使计算量增大,而且性能不一定能提高。本文提出基于期望系统噪声模型的自适应交互式多模型(IMM)算法。该算法自适应调整部分系统噪声模型,使之接近符合实际的系统噪声模型。对目标机动运动的Monte-Carlo仿真结果表明,本算法对机动目标的跟踪精度比标准IMM算法有较大改进,且计算量适中。     

反舰导弹跃升俯冲过程的自适应跟踪研究

针对反舰导弹跃升俯冲机动过程进行跟踪时,固定模型集合难以精确匹配实际过载系数,影响跟踪性能的问题,应用自适应网格法进行跟踪.在跃升俯冲攻击弹道模型的基础上,当过载系数未知时,应用自适应模型集交互式多模型算法,并进行仿真计算分析.结果表明:该算法可准确跟踪过载系数的变化趋势,实时自适应调整各模型中的过载系数,使模型集合向实际运动模式收敛,跟踪精度优于固定模型集合的交互式多模型算法.     

基于改进自适应IMM算法的机动目标跟踪

文中提出了一种改进的跟踪机动目标的自适应IMM（AIMM）算法,采用协同转弯运动模型作为目标的机动模型,通过估计目标的角速度,并在估计参数值的周围选择数量一定的模型组成模型集来覆盖目标所有可能的运动模式,采用交互模型算法进行状态估计;应用变结构思想,将模型之间的切换理解为随机有向图,并综合利用前一时刻模型的后验概率和当前时刻模型的预测概率,计算模型之间的转移概率,从而能够根据目标（转弯）机动的情况,自适应地建立IMM算法的可变模型集。仿真结果表明,改进的AIMM算法的跟踪精度有了较大的改善,算法也更加平稳。     

自适应交互式多模型目标跟踪算法

以防空火控系统的跟踪预测为背景,提出一种自适应的交互式多模型跟踪算法。该算法采用后验信息修正模型的噪声方差和马尔可夫转移矩阵,使IMM具有自适应能力。将该算法应用于由CA、CV两模型组成的交互式多模型算法中取得良好的效果。仿真结果表明,该算法跟踪精度比标准IMM有较大改善。     

运动声阵列自适应交互多模型无迹粒子滤波

为了提高三维运动声阵列在有色噪声环境中对二维机动目标的跟踪精度,提出了一种基于测量残差的自适应交互多模型无迹粒子滤波算法。该算法建立了三维运动声阵列跟踪系统动态模型,通过无迹变换(unscented transformation,UT)构造初始粒子概率分布函数,利用测量残差及自适应因子实时修正测量协方差和状态协方差;通过不同算法仿真对比,验证了文中算法在跟踪精度、稳定性及实时性上的有效性。     

一种"全面"的自适应机动目标跟踪算法

基于截断正态概率密度模型建立修正的截断正态概率密度模型。利用该模型并结合速度估计自适应模型提出一种“全面”自适应机动目标跟踪算法(OAF)．此算法能够避免机动加速度最大值的预先设定,自适应调节目标跟踪算法中的机动频率。进一步运用神经网络方法,将机动频率与过程噪声方差进行融合,通过在线调节神经网络权值获得融合后的系统方差输出,降低现有算法因系统参数调整不当带来的精度损失。理论分析及仿真结果表明,与单纯的速度自适应模型算法相比,该算法跟踪机动目标和非机动目标时精度分别提高49. 61%和48.34%．     

时变噪声统计估计的自适应UKF目标跟踪算法

针对目标跟踪中非线性滤波精度下降甚至发散的问题,提出了一种时变噪声统计估计的自适应无迹卡尔曼滤波(Unscented Kalman Filtering,UKF)算法.首先将系统模型和滤波算法修正为适于噪声非零均值时的情况,然后根据极大后验估计原理,推导出一种次优的时变噪声统计估计器,其系数通过指数加权的衰减因子计算得到,最后与传统UKF算法结合形成自适应的滤波算法.仿真结果表明,该算法保证了滤波收敛性,能够对目标进行有效跟踪,而且滤波精度显著提高.     

自适应转弯模型的交互多模型算法研究

以强机动目标跟踪为背景,在分析常速转弯模型和IMM算法基础上,基于“当前”统计模型的设计思路．提出了自适应转弯模型。通过机动频率系数和角加速度方差修正常速转弯模型的系统状态噪声方差矩阵,设计了不同角速率的转弯模型集,给出了相应模型的状态转移概率,建立了一种自适应转弯模型的交互多模型算法。MonteCarlo仿真实验表明：该算法性能优于其它IMM算法,且计算量小。便于使用。     

改进的模型集自适应变结构多模型算法

针对传统固定结构的交互式多模型算法模型集无法覆盖目标的所有运动模型,提出一种改进的模型集自适应变结构多模型算法。该算法在量测信息的基础上,采用Kullback-Leiber规则对模型集中各模型与目标运动模型匹配程度进行判别,删减匹配程度较低的模型;同时,采用改进的期望模型算法得到一个新的匹配程度高的模型集,并对原模型集中的模型进行更新;最后再与容积卡尔曼滤波器相结合,实现非线性目标跟踪系统的变结构多模型算法。仿真结果表明:该算法在保证系统计算量没有明显增加的基础上有效地增加了算法的自适应性能和系统的鲁棒性能,更好地满足了工程应用中对算法自适应性和实时性的要求。     

一种用于复合轴系统的机动目标跟踪算法

为了实现复合轴捕获、跟踪与瞄准(acquisition,tracking and pointing,ATP)系统对高机动目标的跟踪,文中提出了一种目标跟踪算法思路:利用子系统精度远高于主系统精度的特点,在主系统观测数据基础上再构建了一组精度更高的观测数据。采用不同的交互式多模型集对两组观测数据进行独立滤波,并对得到的两组估计量做自适应调节数据融合处理。通过MATLAB仿真验证了算法的有效性。此算法实现了以相对少的模型种类覆盖更复杂的运动模式,且运算量适中。