两阶段卡尔曼滤波自适应交互式多模型算法

对于机动目标跟踪问题,由于目标机动能力的增强,需建立大量模型来逼近真实模式,使建立的目标模型与目标的实际运动适配,但这使计算量增大,而且性能不一定能提高.针对这个问题,将两阶段卡尔曼滤波器与一般的交互式多模型算法相结合,设计了一种自适应交互式多模型算法.该算法采用两阶段卡尔曼估计器估计目标的加速度,然后将其反馈到由多个不同参数构成子滤波器的交互式多模型滤波算法中进行交互式多模型滤波.与自适应半交互式多模型算法进行对比的仿真验证了该算法有效地减少了子滤波器的数量,同时在一定程度上也提高了跟踪的精度.     

交互式多模型算法在机动目标跟踪中的应用

文中首先介绍了目标跟踪的数学模型,然后研究了交互式多模型算法(IMM算法)的基本结构,最后应用IMM算法跟踪空中交通管制中的机动目标,通过仿真实例详细地分析了影响IMM算法的主要因素.仿真结果表明IMM算法可以有效地跟踪空中交通管制中的机动目标.     

基于遗传优化的模糊交互式多模型目标跟踪算法

针对交互式多模型方法存在模型覆盖面不足和子模型间恶性竞争的问题,设计了一种基于遗传算法和模糊推理的智能优化模糊交互式多模型方法,该方法通过对模型集的自主寻优,能够实现任意时刻在最优模型集下的跟踪,通过建模仿真,在与传统的交互式多模型的比较中发现,使用该模型后目标跟踪误差显著减小,该算法具有较高精度及稳定性。     

基于模糊控制交互式多模型粒子滤波的静电机动目标跟踪

针对交互式多模型粒子滤波算法（IMMPF）的精度不高,算法更新时间长,难以满足静电机动目标跟踪要求的问题,提出了一种新的基于模糊控制的交互式多模型粒子滤波算法（FIMMPF）。该算法先利用模糊控制方法实现实时调整交互式多模型算法中的转换概率矩阵,使与目标当前运动状态最接近的运动模型在混合产生这一采样时刻的初始状态向量里占有更大的比重。同时,为了提高基本粒子滤波算法的精度,减小算法更新时间,再利用中心差分扩展卡尔曼滤波算法产生基本粒子滤波的建议分布函数,实现对目标运动状态的更新。理论分析和仿真结果表明,所提出的算法能够以更高的定位精度,更小的计算量实现对静电机动目标的跟踪。     

状态自适应无迹卡尔曼滤波算法及其在水下机动目标跟踪中的应用

为了满足水下对抗对机动目标实时跟踪和目标航速、航向准确估计的要求,针对观测量为距离和方位的机动目标跟踪,对传统无迹卡尔曼滤波（UKF）跟踪算法进行了改善。提出根据UKF算法预测值和观测值残差的概率分布自适应调整目标状态噪声方法,使得UKF跟踪算法能够根据目标运动状态及时调整状态方程,在目标机动时减小对预测值的依赖,在目标非机动时增大对预测值的依赖。这种在线实时估计系统噪声状态的跟踪方法更加适用于机动目标的跟踪。数值仿真结果表明：该算法不仅在目标机动时具有良好的跟踪效果,而且在目标非机动时具有准确的估计性能。通过声纳信息综合处理系统验证了状态自适应UKF跟踪算法的性能。     

基于纯方位角测量的水下目标被动跟踪技术

水下目标的被动跟踪技术在军事上具有重要的应用价值,为了解决基于纯方位角测量的水下目标被动跟踪技术在实际应用中的问题,研究了几种适合于单、双观测站的水下目标被动跟踪算法.分别对伪线性估计算法、扩展卡尔曼滤波算法、无迹卡尔曼滤波算法在不同参数情况下的性能进行了详细的仿真与分析.仿真结果表明,静止单观测站虽不能获得目标的完全观测,但是在具有一定先验信息的情况下,伪线性估计算法也可以实现对目标轨迹的估计;双观测站可以获得对目标的完全观测,并且在观测方程严重非线性的情况下,无迹卡尔曼滤波方法的性能要优于扩展卡尔曼滤波方法.仿真结果对工程应用具有重要的参考价值.     

自适应交互式多模型目标跟踪算法

以防空火控系统的跟踪预测为背景,提出一种自适应的交互式多模型跟踪算法。该算法采用后验信息修正模型的噪声方差和马尔可夫转移矩阵,使IMM具有自适应能力。将该算法应用于由CA、CV两模型组成的交互式多模型算法中取得良好的效果。仿真结果表明,该算法跟踪精度比标准IMM有较大改善。     

基于模糊推理的自适应交互多模型目标跟踪算法

提出了一种模糊自适应IMM算法（FAIMM）,通过模糊逻辑,根据加速度估计值,自适应地摒弃概率较小的模型,仅选取整个模型集合中最能反映目标“当前”机动的一个模型子集进行运算,从而减少了模型数目;同时采用模糊方法计算模型概率,从而降低了算法的计算量;进一步,通过二级模糊推理,根据模型参考加速度ui的大小自适应地选择适当的最大机动加速度amax和a-max,使系统具有一定的方差调整能力,从而提高了跟踪精度。仿真结果表明,较之于标准IMM算法．FAIMM算法在机动目标跟踪精度、跟踪的平稳性以及收敛速度等方面都有所改善。     

基于交互式多模型的弹道导弹跟踪

弹道导弹飞行主动段和自由段的运动学模型差别很大,在未准确知道导弹关机点时间先验信息前提下如何对弹道导弹主动段到自由段进行连续跟踪已成为目前亟待解决的问题.针对该问题,提出了一种实时交互多模型跟踪算法,根据弹道导弹主动段和自由段不同受力情况建立相应的跟踪模型.该算法包括两个滤波器:一个为对主动段跟踪效果比较好的CA-EK...     

基于改进自适应IMM算法的机动目标跟踪

文中提出了一种改进的跟踪机动目标的自适应IMM（AIMM）算法,采用协同转弯运动模型作为目标的机动模型,通过估计目标的角速度,并在估计参数值的周围选择数量一定的模型组成模型集来覆盖目标所有可能的运动模式,采用交互模型算法进行状态估计;应用变结构思想,将模型之间的切换理解为随机有向图,并综合利用前一时刻模型的后验概率和当前时刻模型的预测概率,计算模型之间的转移概率,从而能够根据目标（转弯）机动的情况,自适应地建立IMM算法的可变模型集。仿真结果表明,改进的AIMM算法的跟踪精度有了较大的改善,算法也更加平稳。     

一种基于弹道模型的机动目标跟踪算法

针对当前目标跟踪算法中跟踪模型与现代反舰导弹实际运动不匹配而影响跟踪精度的问题,根据反舰导弹的弹道特点,通过分析导弹受力情况和运动状态的关系,提出了一种基于弹道模型的机动目标跟踪算法,并针对高速跃升俯冲运动,分别与基于CV、CA模型的目标跟踪算法作了性能比较.仿真结果表明,该算法在原理上是正确可行的,可显著提高对高速强机动目标的跟踪性能.     

基于模糊交互多模型的机动目标跟踪方法

文中提出了一种模糊IMM（FIMM）算法,通过模糊逻辑推理得到IMM算法模型集中各滤波模型的匹配度,即模型的概率,代替IMM算法中通过交互组合计算模型概率的方法,该方法不需要IMM算法中的模型先验概率及马尔可夫转移概率,从而降低了算法的复杂程度。仿真结果表明,和标准IMM算法对机动目标的跟踪效果相比,文中提出的模糊IMM算法具有更高的跟踪精度,更快的收敛速度。     

基于SNVA的机动目标状态估计

利用位置预测估计值与位置滤波估计值之间的偏差进行加速度方差自适应调节,提出一种基于状态噪声方差自适应(SNVA)的机动目标状态估计方法。采用SNVA对目标加速度噪声方差进行自适应调整,实现了对当前统计模型的改进; 利用扩展卡尔曼滤波算法对目标状态进行估计。仿真结果表明,基于SNVA的扩展卡尔曼滤波算法对机动目标速度估计的绝对误差小于0.1 m/s,加速度估计的绝对误差小于0.1 m/s²,能够对机动目标的状态进行准确的估计。     

机动目标跟踪算法研究

文中以二维TWS目标指示雷达为背景,对其跟踪算法进行了深入研究,设计出了实时性及通用性较好的跟踪算法.提出了极坐标系下的修正卡尔曼滤波器,并对伪加速度的影响进行了补偿,对机动加速度及其方差进行了自适应控制.     

VICKF-IMM算法在机动目标跟踪中的应用

针对智能体移动方式复杂,对其进行观测的传感器测量的信息存在噪声以及目标运动轨迹发生突然的改变会导致目标观测失真甚至错误的问题,提出了一种变积容积卡尔曼滤波交互多模型算法（VICKF-IMM）。该算法将容积卡尔曼滤波与交互多模型算法相结合,并对容积卡尔曼滤波（CKF）中球面积分进行变积分转换处理。优化了其积分求解的方式,提高了整体的稳定性。Monte-Carlo仿真分析,与CKF-IMM和UKF-IMM算法相比,该算法的跟踪精度有明显的提高,并在目标运动发生突变时有更高的稳定性。     

基于“当前”模型的UKF滤波算法在目标跟踪与实时弹道估计中的应用

针对靶场机动目标跟踪与实时弹道估算的实际,介绍了基于“当前”模型的UKF滤波方法。将“当前”模型和UKF滤波用于机动目标跟踪与实时弹道估算,建立了具有较好自适应特性及较高滤波精度的系统模型与算法。经对多发任务实测数据的试算表明：该算法具有较好的稳健性和较高的滤波精度,在靶场的实时显控、设备跟踪引导等方面具有良好的应用前景。     

基于IPDA的机动目标航迹起始算法

文中提出了一种杂波环境中机动目标的自动航迹起始算法。该算法结合了目标存在的不确定性和目标动态模型的不确定性，运用了贝叶斯结构中的独立马尔可夫链，并将其性能与IMM—PDA与IMM-IPDA算法进行了比较。     

基于RBF网络和IMM的机动目标跟踪方法

文中提出了一种应用RBF神经网络对标准IMM算法中的卡尔曼滤波结果进行校正的方法。网络输人为预测误差、卡尔曼增益以及测量值与估计值之差．网络输出反映了由于目标机动所带来的滤波误差．将网络输出结果和直接由卡尔曼滤波求解得到的结果相加．可以得到更为准确的滤波值。同时．在网络的学习算法中．在网络权值矩阵的修正公式中增加了反映滤波残差的调整项．若卡尔曼滤波的残差较大，网络调整权值的幅度也相应增大。仿真结果表明．在目标发生机动转弯处．校正后的IMM算法的跟踪误差要明显小于标准IMM算法的跟踪误差．跟踪精度较高。     

基于交互式多模型无迹卡尔曼滤波的悬架系统状态估计

为有效解决复杂行驶工况下非线性悬架系统运动状态无法精确获取的难题,实现模型参数不确定以及时变路面激励工况下悬架状态精确估计的目标,开展了悬架系统状态估计研究.在路面激励模型和非线性悬架系统模型的基础上,结合交互式多模型算法与基于马尔可夫链的蒙特卡洛理论,设计了考虑模型参数不确定以及时变路面激励工况下多模型交互无迹卡尔曼...     

基于期望系统噪声模型的自适应机动目标跟踪

对于机动目标跟踪问题,由于目标机动能力的增强,使建立的目标模型与目标的实际运动失配。为解决这个问题,需建立大量模型来逼近真实模式。但这使计算量增大,而且性能不一定能提高。本文提出基于期望系统噪声模型的自适应交互式多模型(IMM)算法。该算法自适应调整部分系统噪声模型,使之接近符合实际的系统噪声模型。对目标机动运动的Monte-Carlo仿真结果表明,本算法对机动目标的跟踪精度比标准IMM算法有较大改进,且计算量适中。