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《大连海事大学》 2016年
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基于IMM的VTS雷达目标跟踪算法研究

张坤  
【摘要】:目标跟踪是指对来自目标的量测值进行处理,保持对目标当前状态的估计的过程。随着科学技术的发展以及目标机动性的不断增强,传统的单模型跟踪算法已经不能满足人们的需要。交互式多模型算法(Interacting Multiple Model, IMM)弥补了单模型的不足,适应于跟踪目标状态多变的运动。雷达目标跟踪技术是船舶交通管理系统(Vessel Traffic Services, VTS)中重要的研究课题,而对船舶机动目标的跟踪是其中难点。与传统的跟踪算法相比较,IMM算法是良好的解决方案,具有重大的研究价值和现实意义。针对IMM算法中模型转移概率矩阵先验以及过程噪声固定不变的不足,根据模型概率的变化,提出了模型转移概率矩阵自适应算法和过程噪声自适应算法,对传统的IMM算法进行了改进,通过将改进后的算法与传统算法进行仿真后对比,证明了改进后的算法对船舶跟踪的精度更高。本文主要的研究内容分为以下三部分:第一部分包含本文的第1至2章的内容。该部分首先回顾了目标跟踪技术的研究和发展现状,接着对目标跟踪常用的匀速、匀加速、匀速转弯等运动模型进行概述,然后对目标跟踪中常用的卡尔曼滤波、扩展卡尔曼滤波、不敏卡尔曼滤波等跟踪滤波算法进行介绍,并对算法的特点进行分析。第二部分包含本文的第3章的内容。该部分对常见的多模型算法进行介绍。针对IMM算法中存在的不足,从模型转移概率和过程噪声两方面做出改进。最后通过仿真,将IMM算法与单模型算法进行比较,得出了IMM算法复杂运动情况下总体性能优于单模型的结论。接着,通过与传统的IMM算法进行仿真比较,结果表明改进后的IMM算法跟踪效果优于传统IMM算法。第三部分包含本文的第4章的内容。本部分介绍了VTS系统的组成、架构、功能,给出了VTS雷达回波信号处理以及轨迹跟踪的流程。针对改进后的IMM算法,在Visual Studio 2008平台上进行软件编程,实现了对VTS雷达目标的跟踪。
【学位授予单位】:大连海事大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:TN953

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1 张坤;基于IMM的VTS雷达目标跟踪算法研究[D];大连海事大学;2016年
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