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仅用距离多普勒观测的多传感器多目标跟踪方法研究

周俊宇  
【摘要】:为了解决在雷达传感器不能提供目标角度信息的情况下仅用距离多普勒观测的多传感器多目标跟踪问题,本文首先介绍系统鬼影航迹的生成原理,指出鬼影点是由于多部雷达传感器分别获取的不同目标的量测信息进行错误的交叉定位而产生的。然后论文针对鬼影航迹的特征进行研究,主要分析在真实目标航迹速度差别较大时的鬼影航迹存在加速度的问题,提取了在真实目标航迹速度差别很小或者相同的情况下的基于两条航迹速度平方差的特征量并用该特征量区别真实和鬼影航迹。 然后论文给出针对无角度雷达量测信息的滤波估计方法。首先用传统的非线性滤波EKF、UKF方法分别实现了对系统状态向量的滤波估计;从仿真结果可以看出,两种滤波方法均能有效的解决仅用距离多普勒观测的多传感器多目标跟踪系统状态估计问题。为了用单个传感器建立目标的局部航迹,论文还提出一种转换多普勒卡尔曼滤波方法,这种滤波方法的主要思想是通过构造伪状态向量的方法,用单部雷达传感器的量测信息对目标的伪状态向量进行滤波估计从而建立目标局部航迹。该方法能够有效地解决用传统的径向距离、多普勒及多普勒各阶微分为元素所构造的状态向量滤波过程中的匀加速运动模型较为粗糙的问题。仿真结果说明了该方法的有效性。 论文的最后给出了分别针对真实目标航迹速度差别较大和差别很小两种情况下的系统剔除鬼影航迹的处理流程。在两真实目标速度差别较大时,系统采用比较转换多普勒速度的方法剔除鬼影航迹;两真实目标速度差别较小时,系统采用比较两目标速度平方差的方法剔除鬼影航迹。仿真结果表明两种处理方法都能够较好的剔除仅用距离多普勒观测的多传感器多目标跟踪系统中的鬼影航迹。


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