文档介绍：摘要由于在军事和民用领域具有广阔的应用前景,目标跟踪问题的研究一直受到人们的广泛关注。最近几十年来,国内外众多专家学者对之进行了深入的研究,并取得了丰硕的成果。目标跟踪中的一个核心部分就是滤波算法,经典的卡尔曼滤波算法是一种时域方法,对于具有高斯分布噪声的线性系统,可以得到系统状态的递推最小均方差估计。但在实际应用中,即使不太复杂的系统,一般都是非线性系统,这时卡尔曼滤波算法就不适用了,所以非线性滤波成为目标跟踪领域研究的一个热点问题。本文首先介绍了目标跟踪研究的基本问题和主要内容,概述了目标跟踪的分类和基本原理并对常用的目标运动模型进行了分析和介绍。在卡尔曼滤波的基础上,本文重点研究了扩展卡尔曼滤波卡尔曼滤波土W勇波等主要的非线性滤波方法,设计了目标运动的转弯模型场景,针对该场景对以上算法进行了实验仿真,验证了以上非线性滤波算法在目标跟踪应用中的有效性,并通过实验结果对比了各个算法跟踪性能,并对算法的优缺点进行了综合的比较和分析。为了提高跟踪性能,将交惴ㄓτ糜诙月瞬ㄋ惴ń峁杏呕迪了猂和甊算法在目标跟踪中的应用,研究了影响平滑算法性能的主要因素,验证了多次平滑的实验结果,设计并实现了分段平滑算法。实验结果表明分段平滑算法能够有效地对滤波结果进行了优化,提高了跟踪性能,又可以满足跟踪系统实时性的要求。为了适应目标的机动变化,将交互式多模型算法与蚒算法结合,研究并实现了基于慕换ナ蕉嗄P退惴瓻突赨的交互式多模型算法.,再对瓻算法和甎算法进行平滑后处理,,通过实验仿真验证了各个算法在目标跟踪领域的应用。最后总结全文并给出进一步研究方向。关键词:非线性滤波目标跟踪交惴ń换ナ蕉嗄P摘要
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日期:型』:三导师签名:盈堕起日期:翌骸唬豪日期:丝互后靡西安电子科技大学创新性声明关于论文使用授权的说明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知,除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果;也不包含为获得西安电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。申请学位论文与资料若有不实之处,本人承担一切相关责任。本人完全了解西安电子科技大学有关保留和使用学位论文的规定,即:研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属西安电子科技大学。本人保证毕部或部分内容,可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。C艿穆畚本人签名:业离校后,发表论文或使用论文工作成果时署名单位仍然为西安电子科技大学。学校有权保留送交论文的复印件,允许查阅和借阅论文:学校可以公布论文的全在解密后遵守此规定二≥
第一章绪论目标跟踪的研究背景与意义波【、粒子滤波‘、多模型【俊】【镜燃际酰岷险庑┘际跆岢隽诵矶喾椒ǎ勘旮现代目标跟踪作为科学技术研究的一部分起始于军事领域,发展至今已有几十年的历史。如今,目标跟踪已成为军事、民用等领域倍受关注的一个普遍问题,并在各个领域中取得了引人瞩目的成就。目标跟踪技术的广阔应用前景和巨大的实用价值正逐渐被人们所重视,成为国内外科研人员的研究热点之一。年世界上出现第一部跟踪雷达站螅勘旮偌际跻丫诰事上得到了应用。随着科技的进步,各种跟踪系统相继出现并且不断进行完善,跟踪理论和方法在各国学者的努力下也获得了很大的发展。其中,年出了目标跟踪的基本概念,目标跟踪研究在理论上被正式确立起来。但直到年代,卡尔曼滤波理论【勘怀晒Φ赜τ迷谀勘旮倭煊蛑螅勘旮偌际醪耪嬲起人们的普遍关注和极大兴趣。近几十年来,研究学者在此领域进行了大量的研究,同时随着其它新技术的出现,比如扩展卡尔曼滤波【俊ǘ踪在滤波理论和应用的研究取得了长足的进步。广义上讲,目标跟踪可以分为非机动目标跟踪和机动目标跟踪。非机动目标跟踪指的是被跟踪的目标做匀速或匀加速直线运动,这时最基本的跟踪算法就能满足跟踪要求。困难的情况是当被跟踪目标发生机动,即目标速度的大小和方向在短时间内发生剧烈变化时,如果用一般的跟踪算法跟踪机动目标会产生很大的误差。为此国内外许多学者对机动目标跟踪进行了大量的研究,形成了一系列理论。机动目标跟踪中的关键技术是状态滤波和数据关联算法。状态滤波以自适应滤波算法为主,自适应滤波算法的采用使得目标跟踪系统能够按照目标的机动情况进行自适应地调整,因此极大地提高了跟踪精度。它是以卡尔曼滤波理论为基础的,自从卡尔曼滤波理论提出,并在以雷达为探测器的跟踪系统中成功应用以来,自适应滤波算法得到迅速的发展,从而使精确有效的跟踪成为可能。传统的跟踪系统是一对一系统,即一个探测器仅连续地瞄准