无线传感器网络下的粒子滤波分布式目标跟踪算法

针对无线传感器网络环境下的机动目标跟踪问题,提出了一种描述目标机动加速度的目标状态空间模型,以此模型为基础开发出基于粒子滤波的单目标和多目标跟踪算法.基本思想是:在状态空间中通过寻找一组传播的随机样本来获得近似后验概率分布,并以样本均值代替积分运算,从而求得最小状态方差估计.仿真结果表明,所提算法可以较好地解决无线传感器网络环境下的机动目标跟踪问题,速度跟踪精度、机动加速度跟踪精度均较经典分布式粒子滤波算法分别提高20%、27%.     

当前统计模型自适应滤波算法改进

由于"当前"统计模型自适应滤波算法对于最大加速度的过分依赖,使其对于弱机动目标并不具有较高的跟踪精度,基于"当前"统计模型自适应滤波算法的研究及目标跟踪性能的分析,提出了将目标的机动状态划分为强机动和弱机动,当目标在作弱机动运动时,可通过修正最大加速度来提高跟踪精度,分别针对常速、常加速、弱变加速三种弱机动情况进行了数学仿真,仿真结果表明,通过修正最大加速度的方法,可使该算法对于弱机动目标的跟踪精度大大提高。     

考虑目标航向机动信息的机动目标跟踪算法

传统的机动目标跟踪算法大多过于依赖所采用的目标运动模型,没有充分利用目标量测序列中携带的其它有用信息,当目标机动时跟踪性能下降较大。针对该问题,提出了利用目标航向机动序列修正传统跟踪算法滤波值的新算法。仿真结果表明,该算法比传统跟踪算法的跟踪精度高,是一种简单有效的自适应机动目标跟踪算法。     

改进的截断正态概率密度模型自适应滤波算法

应用当前统计模型跟踪机动目标时,模型参数机动频率和加速度极限值需要根据经验事先设定,在假设不准确的情况下,大大降低了模型的跟踪精度。针对此问题,基于截断正态概率密度模型,提出了一种新的参数自适应跟踪滤波算法。该模型算法通过使用距离函数来表征目标进行机动的强弱状况,采用指数型调整函数自适应调整目标的加速度极限值和机动频率,从而实现了对系统状态噪声和滤波增益的自适应调整,提高了机动模型与目标实际机动情况的匹配程度,提升了滤波器的跟踪性能。仿真结果表明:与常规ACS和TGPMKF算法相比,新算法在跟踪机动目标时,性能更优。     

改进的基于“当前”统计模型自适应滤波算法及其在航迹预测中的应用

基于"当前"统计模型的模糊自适应(FACS)滤波算法利用机动目标"当前"加速度调整加速度极限值,实现了对一般机动目标的有效预测;但是在预测强机动目标时却存在较大的预测误差。为了解决这一问题,引入强跟踪滤波器(STF),提出了一种新的自适应滤波算法STF-FACS。该算法根据滤波残差实时调整卡尔曼滤波增益,提高了对强机动目标的预测能力;同时保留了FACS算法对于一般机动目标的预测性能。最后,对强机动目标分直线机动和转弯机动,分别进行航迹预测仿真。仿真结果表明,对弱机动目标进行航迹预测时,两种算法的预测效果相当;对强机动目标进行航迹预测时,STF-FACS算法无论是在动态时延和预测精度方面都比FACS算法要好。     

曲线模型的自适应跟踪算法

针对机动目标跟踪问题,提出了一种基于曲线模型的自适应跟踪算法.算法中设计了一种角速度估计方法,即通过采用内嵌交互多模型方法针对目标的角度进行实时滤波,获得目标的角速度和角加速度,从而自适应调整与目标转弯相关的法向加速度和切向加速度.算法简化了计算复杂度,扩大了适用范围.仿真试验证明了该算法的有效性.     

IMM算法在车辆机动目标跟踪中的应用

针对高速公路车辆的机动目标跟踪问题,采用交互多模型算法(IMM)中的2个模型分别表示车辆的匀速运动状态和匀加速运动状态,并结合目标运动模型对目标当前加速度和其方差进行蒙特卡洛仿真.仿真结果表明该算法不仅可以在匀速运动时将关键测量噪声减低,而且在机动模型中保证状态估计量比未滤波的雷达测量值精确,同时可以对运动模型进行准确的识别,从而改善路面机动目标的跟踪性能,提高车辆的安全性和可靠性.因此,交互多模型算法可以满足高速车辆机动目标跟踪的要求.     

一种新的双基阵纯方位机动目标跟踪算法

针对方位测量方程的非线性问题，提出了一种基于改进的自构建神经模糊网络（SONFIN）的双基阵纯方位机动目标跟踪算法。该算法首先利用目标方位角信息，对其进行目标特征提取，然后利用小波基函数所具有的时频局部分析能力，提出了用小波基函数来代替高斯基函数这一策略。仿真结果表明，神经模糊网络可实现双基阵纯方位机动目标的实时跟踪，并且改进后的网络跟踪性能要优于高斯基网络。     

常用目标跟踪滤波算法分析

概括了在目标跟踪中常用的几种滤波算法,从目标模型建立到滤波器的算法原理进行了分析和归纳。这些算法各有特点．在不同的情况下它们的跟踪精度、实时性有很大差异。针对一种典型的目标运动,对其中有代表性的算法进行数据仿真,分析和验证了这几种典型滤波算法各项性能的差别。     

基于交互式多模型扩展维特比容积卡尔曼滤波机场场面运动目标跟踪

根据先进场面运动引导控制系统(advanced surface movement guidance and control system,A-SMGCS)的监视要求,提出一种基于交互式多模型扩展维特比算法(interactive multi-model extended viterbi algorithm,IMMEV)与容积卡尔曼滤波(CKF)相结合的目标跟踪算法,以实现机场场面目标的跟踪。根据机场场面运动目标的运动建立相应的运动模型集,采用交互式多模型算法(IMM)实现目标跟踪;模型集中过多的模型会导致运算复杂性增加,且不能真实反映目标的运动,采用扩展维特比(extended viterbi,EV)算法对IMM进行优化,简化模型集;容积卡尔曼滤波器(cubature Kalman filter,CKF)较传统的滤波算法具有更高的滤波精度和稳定性,将其与IMMEV相结合形成IMMEV-CKF跟踪算法。为了验证所提出的IMMEV-CKF对场面运动目标跟踪性能,仿真研究IMMEV-CKF算法、IMM-UKF和当前统计模型对同一目标的跟踪。仿真结果表明,IMMEVCKF在跟踪精度性能方面要优于IMM-UKF和改进后的当前统计模型。因此,IMMEV-CKF更能满足机场场面运动目标跟踪要求。     

基于“当前”统计模型的模糊自适应航迹预测算法

基本的"当前"统计模型由于其机动加速度极限值固定不变,只能描述机动加速度较大的机动目标。因而基本的"当前"统计模型及其自适应滤波算法(CSAF)对机动性较强目标的预测性能较好,而对机动性较弱目标的预测误差较大。针对这个问题,新算法中设计了一种新的模糊隶属度函数,利用机动目标的"当前"加速度来自适应地调整机动加速度极限值,使"当前"统计模型可以描述具有任意加速度的机动目标。最后,运用该算法和CSAF算法对机动目标进行了航迹预测仿真实验,仿真实验结果表明,无论对于机动性较强的目标还是机动性较弱的目标,新算法的预测性能均优于CSAF算法。     

基于模糊神经网络融合的目标自适应跟踪算法

为解决基于“当前”统计模型的自适应滤波器对弱机动,特别是非机动目标跟踪精度下降问题,提出基于模糊神经网络的目标自适应跟踪算法,对并行工作的两滤波器进行数据融合.仿真结果表明:与一般自适应算法相比,该算法对各种机动程度的目标跟踪精度均有不同程度的提高,能更好地适应目标的各种运动形式,尤其适用于对目标的速度和加速度估计精度要求较高的场合,在指控、火控系统中具有实用价值.     

修正的截断正态概率密度模型自适应滤波算法

针对机动目标跟踪问题,在截断正态概率密度模型的基础上,通过目标机动状况与相邻采样时刻间位置估计量变化之间的函数关系实现噪声方差自适应调整,提出了一种新的自适应滤波算法——基于截断正态概率密度模型修正的自适应滤波算法。计算机仿真结果表明,该算法在跟踪机动目标时,具有良好的跟踪性能,并极大地改善了跟踪非机动目标的能力。     

自适应模型集交互式多模型算法

针对交互式多模型(IMM)算法的目标跟踪精度问题,提出了一种自适应模型集IMM算法.利用IMM算法中的模型概率含义,并以此对模型集的收缩比例因子进行设计,这样模型集通过向中心模型收敛可完成自适应调整,而自适应调整过程能有效、实时地利用观测信息.仿真实验结果表明,所提算法能有效跟踪机动目标,而且比IMM算法的跟踪精度更高,但其受到目标机动模型的先验性的限制.     

基于空域和时域信息的交互多模优化跟踪算法

机动目标跟踪所遇到的基本问题是所建目标模型的动力学方程与目标的实际运动模型存在着不匹配.为了解决这一问题,提出了基于辐射源信号的方位角及时间差信息的交互多模IMM滤波算法.这种算法是一种最佳的合成滤波器,它的主要特点是具有用几个模型估计系统状态的能力,而这些模型可以相互转换,这种方法能更好地解决对机动辐射源的无源定位跟...     

GPS动态定位的强跟踪卡尔曼滤波研究

提出一种改进的强跟踪卡尔曼滤波算法，应用于ＧＰＳ动态定位滤中获得明显效果，首先采用描述机动载体运动的“当前”统计模型，建立了一咱新的ＧＰＳ动态定位扩展卡尔曼滤波模拟及其适应算法，然后，为了进一步提高滤波器的动态性能，改进了周东华等提出了的强跟踪滤波器，大大提高了ＧＰＳ动态定位位扩展卡尔曼滤器的跟踪能力。     

改进的辅助粒子多Agent系统信息融合滤波算法

为克服多Agent系统的非线性问题,提高多Agent系统对信息的协同合作能力,提出一种改进的辅助粒子信息融合滤波算法。该算法通过分析多Agent系统的结构,根据正交小波多尺度分析理论对系统内Agent的信息进行分解、重构,给出以Agent信息为重要采样密度函数的辅助粒子滤波算法,并对滤波结果进行特征融合,得到多Agent系统融合特征。将此算法应用到机动目标跟踪领域,并与传统的滤波算法进行对比,仿真结果验证了该算法的有效性。     

Maneuvering target tracking algorithm based on CDKF in observation bootstrapping strategy

The selection and optimization of model filters affect the precision of motion pattern identifica-tion and state estimation in maneuvering target tracking directly.Aiming at improving performance of model filters, a novel maneuvering target tracking algorithm based on central difference Kalman filter in observation bootstrapping strategy is proposed.The framework of interactive multiple model ( IMM) is used to realize identification of motion pattern, and a central difference Kalman filter ( CDKF) is selected as the model filter of IMM.Considering the advantage of multi-sensor fusion method in improving the stability and reliability of observation information, the hardware cost of the observation system for multiple sensors is adopted, meanwhile, according to the data assimilation technique in Ensemble Kalman filter( EnKF) , a bootstrapping observation set is constructed by in-tegrating the latest observation and the prior information of observation noise.On that basis, these bootstrapping observations are reasonably used to optimize the filtering performance of CDKF by means of weight fusion way.The object of new algorithm is to improve the tracking precision of ob-served target by the multi-sensor fusion method without increasing the number of physical sensors. The theoretical analysis and experimental results show the feasibility and efficiency of the proposed algorithm.     

提高控制精度的并联机构速度规划算法

利用并联机构的动力学模型，对机构在笛卡儿坐标中基于驱动器空间限制的速度规划算法进行了研究，提出了基于驱动器空间限制的S形速度规划算法．该算法不仅考虑了运动中的速度和加速度，还考虑了加速度的变化即加加速度，从而得到更为精确的速度规划．仿真实验表明，S形速度规划算法在笛卡儿坐标中能够获得具有更好的位置和速度跟踪性能的高速高精度运动．     

基于当前统计模型的机动目标被动跟踪

介绍了极坐标系下的被动跟踪算法及存在的问题，并分析了其原因，为解决机动目标的被动跟踪问题，选取当前统计模型对加速度进行建模，并建立双机目标测量模型，推导了被动式机动目标自适应跟踪算法。Monte-Carlo仿真表明，新算法能够跟踪任意机动的飞行目标。