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《南京理工大学》 2008年
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一种机动目标跟踪滤波算法及其应用研究

武必胜  
【摘要】: 目标跟踪在在军事和民用领域,譬如空防和空中交通管制中,都有着广泛的应用,而随着现代航空航天技术的飞速发展,各种飞行器的航行速度和机动性能越来越高,对目标跟踪也提出越来越高的要求。 运动目标的机动会使跟踪系统的性能下降,由于机动是随机出现的,并且机动模式也是复杂和多样的,因此对机动目标进行跟踪一直是一个具有挑战性的问题,在理论和实践两方面都有较高的技术难度。 本文首先介绍了目标跟踪的相关应用,回顾了目标跟踪问题的发展,并介绍了该领域的研究现状,对交互式多模型(IMM)算法及其改进算法的研究情况进行了重点介绍。研究了用于跟踪机动目标的算法,主要内容包括以下方面:详细介绍了几种现在广泛应用的机动运动模型,分析了这些模型的过程方程及各种参数,包括匀速运动(CV)模型、匀加速运动(CA)模型、Singer模型、“当前”统计模型和二级滤波模型。重点讨论了两种典型的自适应滤波:检测自适应滤波算法和交互式多模型(IMM)算法;详细介绍了这两类算法的原理及步骤,提出了具体的实现方法,并对卡尔曼滤波、机动检测和IMM算法作了深入研究。 把机动检测引入IMM算法中,提出了一种带检测的交互式多模型算法,即模型可变的IMM算法,并通过算法仿真和其他算法的性能作了对比,结果表明改进的算法具有良好的跟踪性能,是一种可行的算法。 最后对论文作了总结,并对未来的研究方向和发展趋势作了展望和建议。
【学位授予单位】:南京理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:TN953

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【引证文献】
中国期刊全文数据库 前3条
1 陈春红;武亚平;李军显;;雷达导引头最优控制问题研究[J];导弹与航天运载技术;2010年06期
2 李军显;陈春红;武亚平;;基于复合控制的雷达导引头伺服系统设计[J];弹箭与制导学报;2011年02期
3 潘宝贵;彭冬亮;邵根富;;基于序贯检测的扩维机动目标跟踪算法[J];信息与控制;2013年02期
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 魏纪锋;基于Jerk模型的高机动目标跟踪算法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 翟茹玲;多传感器机动目标跟踪数据融合算法研究[D];重庆大学;2010年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张劲松,杨位钦,胡士强;目标跟踪的交互多模型方法(英文)[J];Journal of Beijing Institute of Technology(English Edition);1998年03期
2 党建武,黄建国;机动目标自适应高斯模型与跟踪算法[J];电讯技术;2003年02期
3 丁振,潘泉,张洪才,戴冠中;新息滤波交互式多模型噪声辨识算法[J];电子学报;1997年05期
4 杨春玲,倪晋麟,刘国岁,郑全战;转换坐标卡尔曼滤波器的雷达目标跟踪[J];电子学报;1999年03期
5 李涛,王宝树,乔向东;曲线模型的半自适应交互多模型跟踪方法[J];电子学报;2005年02期
6 彭永华,吴俊杰;采用自适应滤波技术的机载雷达跟踪系统[J];航空学报;1988年04期
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8 朱光华;边扫描边跟踪技术及其应用[J];空间电子技术;2001年03期
9 宋志勇;非线性随机离散系统推广卡尔曼滤波方法收敛性分析[J];控制理论与应用;2000年02期
10 梁彦,贾宇岗,潘泉,张洪才;具有参数自适应的交互式多模型算法[J];控制理论与应用;2001年05期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张进;王万平;吴钦章;;基于光电跟踪系统的联合Kalman滤波器算法研究[J];半导体光电;2008年04期
2 姚红萍,张诚光;火控光电仪伺服系统的研制[J];兵工自动化;2002年02期
3 万俊;邢焕革;刘亮;;基于D-S证据理论的决心方案评价研究[J];兵工自动化;2008年07期
4 李茂;岳曾敬;;自适应交互式多模型目标跟踪算法[J];兵工自动化;2009年05期
5 赵志成;;基于自适应卡尔曼滤波的环境函数模型修正[J];兵工自动化;2010年05期
6 李居伟;孙明太;徐以成;;一种改进的声纳浮标定位算法和TMA问题[J];兵工自动化;2011年10期
7 李丹;于小红;;多传感器信息融合在航天侦察中的应用[J];兵工自动化;2012年03期
8 罗凯,马远良;一种垂直命中导引律制导参量的获取方法[J];兵工学报;1998年03期
9 邵锡军,杨成梧;具有约束方差的不确定性Delta算子系统的鲁棒滤波器设计[J];兵工学报;2001年03期
10 刘勋,相敬林,张文军,2余松熠;自适应舰船被动跟踪与尺度估计的实验研究[J];兵工学报;2002年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 曾宪伟;方洋旺;伍友利;王洪强;刘加丛;;一种新的最优制导律[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
2 陈晨;陈杰;张娟;;网络化控制系统及其在火控系统中的应用研究[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
3 张佑春;王平;张公永;;基于D-S证据理论和神经网络的信息融合方法及应用[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
4 张勇军;李小占;杨志刚;;动态优化渐消因子的强跟踪卡尔曼滤波器研究[A];中国自动化学会控制理论专业委员会C卷[C];2011年
5 王向红;王海涛;;空间信号处理中的信息融合技术研究[A];第九届全国信息获取与处理学术会议论文集Ⅱ[C];2011年
6 汤志伟;王建国;赵志钦;黄顺吉;;基于小波变换的图像融合算法[A];第九届全国信号处理学术年会(CCSP-99)论文集[C];1999年
7 陶伟刚;冯新喜;;一种新的目标跟踪自适应滤波算法[A];第九届全国信号处理学术年会(CCSP-99)论文集[C];1999年
8 张文涛;刘镰斧;李在铭;;图像多目标运动状态检测与智能跟踪[A];第九届全国信号处理学术年会(CCSP-99)论文集[C];1999年
9 李延飞;李明;吴顺君;;扇扫TWS雷达多目标跟踪中特殊问题的研究[A];第十二届全国信号处理学术年会(CCSP-2005)论文集[C];2005年
10 董文娟;王宏义;王卫华;陈曾平;;低空弱小红外目标自动检测跟踪实时信息处理机设计与实现[A];第十三届全国信号处理学术年会(CCSP-2007)论文集[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 乔梁;信源定位的可观测性及跟踪技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 孟凡彬;基于随机集理论的多目标跟踪技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 孙明;基于小波和迟滞的混沌神经网络及其应用[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 蒋鼎国;无线传感器网络农业信息监控系统设计与数据融合研究[D];江南大学;2010年
5 王忠军;基于GIS的智能高速公路管理关键技术研究与实现[D];解放军信息工程大学;2009年
6 张寿明;基于冶炼过程及终点判断技术的烟化炉智能控制系统研究[D];昆明理工大学;2009年
7 黄晓静;多频高频地波雷达目标检测与跟踪技术研究[D];武汉大学;2010年
8 鄢煜尘;基于信息融合的中文笔迹鉴别研究[D];武汉大学;2009年
9 赵志超;导弹防御雷达网数据融合技术研究[D];国防科学技术大学;2010年
10 曾庆虎;机械传动系统关键零部件故障预测技术研究[D];国防科学技术大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 展慧;基于多源信息融合技术的板栗分级检测方法研究[D];华中农业大学;2010年
2 谌业滨;无线传感器网络自身健康状态融合机制研究[D];南昌航空大学;2010年
3 焉杰;多传感器时滞系统信息融合及其仿真[D];山东科技大学;2010年
4 李光;基于均值偏移的视频目标跟踪、检测算法研究及系统实现[D];浙江理工大学;2010年
5 张西雅;基于信息融合的汽车防追尾避撞目标识别研究[D];郑州大学;2010年
6 姜明;VTS数据交换与数据融合的研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
7 魏纪锋;基于Jerk模型的高机动目标跟踪算法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
8 孔庆珊;光电跟踪系统的设计与实现[D];哈尔滨工程大学;2010年
9 郑岩;基于方位角及其变化率的无源定位算法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
10 刘运杰;基于粒子滤波器的目标跟踪算法研究[D];大连理工大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 周战馨;陈家斌;;Application of Adaptive Reduced Sigma Points Unscented Kalman Filter to the Tracking of Maneuvering Target[J];Journal of Beijing Institute of Technology;2007年01期
2 郭军海,高耀文,沙定国;多级组合α-β-γ跟踪滤波器[J];弹道学报;2003年02期
3 黄铫;张天骐;李越雷;刘燕丽;;一种扩维无迹卡尔曼滤波[J];电子测量与仪器学报;2009年S1期
4 王淑一,程杨,杨涤,崔祜涛;UKF方法及其在方位跟踪问题中的应用[J];飞行力学;2003年02期
5 高波,韩逢庆,黄席樾,李斌;火箭飞行数据的两种滤波方法对比[J];重庆大学学报(自然科学版);2003年01期
6 黄翔宇;彭冬亮;;基于无味有向图切换的机动目标跟踪VSMM算法[J];光电工程;2010年12期
7 李大治;李刚;辛勤;皇甫堪;;一种基于Jerk模型的机动目标单站无源定位算法[J];国防科技大学学报;2007年04期
8 张江华;刘逸平;磨国瑞;刘世挺;;雷达导引头目标跟踪系统次优控制问题研究[J];火控雷达技术;2009年01期
9 徐肖豪,高彦杰,杨国庆;交互式多模型算法中模型集选择的分析研究[J];航空学报;2004年04期
10 潘泉,刘刚,戴冠中,张洪才;联合交互式多模型概率数据关联算法[J];航空学报;1999年03期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 宋骊平;被动多传感器目标跟踪方法研究[D];西安电子科技大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 赵敏;机动目标跟踪理论的研究及其应用[D];西北工业大学;2006年
2 易令;高速高机动目标跟踪算法研究[D];电子科技大学;2006年
3 龙英睿;空间动目标预测跟踪研究[D];西安电子科技大学;2007年
4 沈莹;机动目标跟踪算法与应用研究[D];西北工业大学;2007年
5 常艳;无源单站目标定位跟踪研究[D];电子科技大学;2007年
6 王宁;基于高斯粒子滤波的红外点目标跟踪算法研究[D];南京航空航天大学;2007年
7 任坚斌;基于交互式多模型的机动目标跟踪算法研究[D];南京理工大学;2007年
8 蒋希帅;雷达目标跟踪滤波算法的研究[D];大连海事大学;2008年
9 李佳;基于被动测量的机动目标跟踪算法研究[D];西安电子科技大学;2008年
10 段磊;大射电望远镜激光全站仪测量系统的研究[D];西安电子科技大学;2008年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前2条
1 孙辉辉;冉承平;时光煜;;时间最优与模糊PID控制在双光楔扫描中的应用[J];电光与控制;2013年03期
2 徐强;王海晏;杨海燕;王芳;陈鑫;;激光数据链路与IRST信息融合方法研究[J];应用光学;2013年02期
中国硕士学位论文全文数据库 前4条
1 付东莉;基于滚动时域估计的目标跟踪研究[D];重庆大学;2011年
2 杨艳成;基于交互式多模型的机动目标跟踪算法研究[D];哈尔滨工程大学;2012年
3 刘媛;基于演化算法的雷达信号跟踪滤波器设计[D];江西理工大学;2012年
4 王黎明;基于VTS雷达目标的IMM算法研究与实现[D];大连海事大学;2013年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前3条
1 周宏仁;机动目标“当前”统计模型与自适应跟踪算法[J];航空学报;1983年01期
2 潘泉;王培德;周宏仁;张洪才;;一种有效的交互式多模型自适应跟踪算法[J];西北工业大学学报;1993年02期
3 范凯,陶然,周思永;基于神经网络数据融合的目标跟踪简化算法[J];系统工程与电子技术;2001年03期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 邱晓波 ,杜峰;目标自动跟踪与信息处理综合系统的研究与现实[J];情报指挥控制系统与仿真技术;2001年02期
2 陈非,敬忠良,李锋;空基多平台多传感器机动目标自适应跟踪[J];上海交通大学学报;2003年04期
3 王晟达;韩崇昭;贺建文;;一种用于复杂运动目标跟踪的新技术[J];弹箭与制导学报;2003年S4期
4 任少伟,王睿,张平定;基于机动频率自适应的目标跟踪算法[J];空军工程大学学报(自然科学版);2004年05期
5 胡振涛,刘先省;基于“当前”统计模型的一种改进机动目标跟踪算法[J];山东大学学报(工学版);2005年03期
6 罗笑冰;王宏强;黎湘;庄钊文;;机动目标跟踪α-jerk模型[J];信号处理;2007年04期
7 何广军;张志伟;吴剑锋;;机动目标跟踪的HIMM算法研究[J];电光与控制;2009年12期
8 李鹏飞;黄建军;黄敬雄;万明杰;李良群;;一种模糊Kalman滤波机动目标跟踪的新算法[J];数据采集与处理;2009年04期
9 刘长江;袁俊泉;马维嵘;丁顺宝;;径向速度量测在机动目标跟踪中的应用[J];现代雷达;2010年06期
10 潘泉;机动目标跟踪双滤波器模型及自适应算法[J];控制理论与应用;1995年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 巴宏欣;赵宗贵;刘海燕;杨飞;曹雷;;一种机动目标跟踪的交互式多模型算法[A];’2004系统仿真技术及其应用学术交流会论文集[C];2004年
2 单甘霖;朱纪洪;王子栋;郭治;;具有有色噪声和指定预测方差的目标跟踪[A];1994中国控制与决策学术年会论文集[C];1994年
3 邱晓波;周启煌;窦丽华;;机动目标跟踪的参数辨识模型[A];2009年中国智能自动化会议论文集(第一分册)[C];2009年
4 杨盘洪;朱军祥;赵建安;杨静;;机动目标跟踪的模糊变结构交互多模算法[A];2007'中国仪器仪表与测控技术交流大会论文集(二)[C];2007年
5 张莎;杨小军;;Kalman滤波在光电测控系统中的应用[A];2010振动与噪声测试峰会论文集[C];2010年
6 王成;李卓林;;雷达数据处理技术研究[A];四川省电子学会雷达与火控、电子线路与系统专业委员会学术交流会10周年优秀论文集[C];2006年
7 胡振涛;刘先省;;基于“当前”统计模型的一种改进机动目标跟踪算法[A];第16届中国过程控制学术年会暨第4届全国故障诊断与安全性学术会议论文集[C];2005年
8 曲洪权;李少洪;;一种改进的机动目标跟踪算法[A];第十三届全国信号处理学术年会(CCSP-2007)论文集[C];2007年
9 朱自谦;;用于机动目标跟踪的复合机动模型及其应用[A];1992年中国控制与决策学术年会论文集[C];1992年
10 潘泉;倪菱力;张洪才;;基于模糊控制器的自适应跟踪算法[A];1994中国控制与决策学术年会论文集[C];1994年
中国重要报纸全文数据库 前1条
1 沈学锋 周玉杰 本报特约通讯员 潘正军;为保障植入“精确芯片”[N];解放军报;2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 陈亮;机动目标跟踪关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2012年
2 何衍;机动目标跟踪与传感器网络自组织[D];浙江大学;2001年
3 李洪瑞;水下目标运动分析关键技术研究[D];南京理工大学;2009年
4 胡炜薇;多传感器数据融合中多目标跟踪关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2007年
5 高羽;自确认传感器理论及应用研究[D];复旦大学;2008年
6 党莹;强杂波下机动目标跟踪技术研究[D];中国科学院长春光学精密机械与物理研究所;2001年
7 徐洪奎;近程多基地雷达探测系统中快速跟踪方法研究[D];中国科学技术大学;2007年
8 尹建君;线性/非线性系统的混合动态滤波理论及应用[D];复旦大学;2008年
9 蒋荣欣;多机器人编队导航若干关键技术研究[D];浙江大学;2008年
10 李林;机动目标跟踪航迹生成的融合算法研究[D];国防科学技术大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 郭睿利;地面机动目标跟踪算法研究[D];杭州电子科技大学;2012年
2 吴凡;基于非线性滤波的机动目标跟踪算法研究[D];西安电子科技大学;2010年
3 姜燕;多模型机动目标跟踪算法研究[D];太原理工大学;2010年
4 孙杰;大型机场场面机动目标跟踪算法研究[D];电子科技大学;2011年
5 蔡萌;机动目标跟踪方法研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
6 潘宝贵;基于模糊控制的检测自适应机动目标跟踪算法研究[D];杭州电子科技大学;2013年
7 刘德虎;基于变结构多模型算法的高机动目标跟踪研究[D];中国舰船研究院;2013年
8 孙粲;机动目标跟踪交互式多模型算法研究[D];山东大学;2013年
9 姬存慧;基于交互多模型的机动目标跟踪算法研究及硬件实现[D];南京理工大学;2013年
10 魏纪锋;基于Jerk模型的高机动目标跟踪算法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
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