基于随机集的多目标航迹关联方法研究

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1、基于随机集的多目标航迹关联方法研究作者姓名一级学科杜璇信息与通信工程导师姓名、职称二级学科宋骊平副教授信号与信息处理申请学位类别工学硕士提交学位论文日期2014年12月学校代码分类号10701TN95学密号级1202121125公开西安电子科技大学硕士学位论文基于随机集的多目标航迹关联方法研究作者姓名：杜璇一级学科：信息与通信工程二级学科：信号与信息处理学位类别：工学硕士指导导师姓名、职称：宋骊平副教授提交日期：2014年12月ResearchonMulti-targetTrackAssociationA

2、lgorithmBasedonRandomFiniteSetsAthesissubmittedtoXIDIANUNIVERSITYinpartialfulfillmentoftherequirementsforthedegreeofMasterinInformationandCommunicationEngineeringByDuXuanSupervisor:Asso.Prof.SongLi-pingDecember2014西安电子科技大学学位论文独创性（或创新性）声明秉承学校严谨的学风和优良的科学道德，本人声明所呈交的论文

3、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作了明确的说明并表示了谢意。学位论文若有不实之处，本人承担一切法律责任。本人签名：日期：西安电子科技大学关于论文使用授权的说明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于西安电子科技

4、大学。学校有权保留送交论文的复印件，允许查阅、借阅论文；学校可以公布论文的全部或部分内容，允许采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。同时本人保证，获得学位后结合学位论文研究成果撰写的文章，署名单位为西安电子科技大学。保密的学位论文在本人签名：年解密后适用本授权书。导师签名：日期：日期：摘要摘要目标跟踪作为数据融合系统的关键技术，在现代军事及民用领域占有非常重要的地位，受到国内外学者的广泛重视和研究。近年来随机集理论在多目标跟踪中的应用得到了快速发展，它避免了传统目标跟踪的数据关联技术，为多目标跟踪带来了新的发展。但存

5、在不能提供单独目标航迹的问题，为后续的数据融合处理带来困难。因此如何对随机集下的多目标跟踪并关联航迹是一项值得研究的课题。本文主要研究了多种基于随机集理论的多目标航迹关联方法，主要工作如下：首先，在随机集理论的基础上，介绍了几种经典的多目标跟踪算法，概率假设密度滤波和势平衡概率假设密度滤波，以及算法的高斯混合实现和粒子实现，讨论了两种滤波器的优缺点，并分析了基于随机集的多目标跟踪评价指标，对全文的后续工作做了坚实的铺垫。然后，针对GM-PHD滤波在目标交叉或靠近时状态提取不准确的问题，提出了一种合作惩罚GM-PHD滤波，通过

6、重新分配目标权值并归一化提高目标状态精度，在此基础上与标记PHD算法相结合，提高了空间相近目标的正确关联率。由于目标数目对航迹关联有直接影响，针对PHD目标数目估计不够准确的问题，本文将标记CP-PHD的思想引入CPHD滤波框架中，改善了航迹的维持性能。最后，针对粒子PHD目标状态提取不够准确的问题，提出了一种新的目标状态提取方法，本文中将其与预测关联算法相结合，在提高位置估计精度的同时提高了目标航迹关联正确率。针对多目标密集靠近情况下航迹易关联错误的问题，提出了一种改进的航迹关联算法。改进算法使用距离矩阵来辨别目标的相互位

7、置关系,并针对目标密集靠近的情况直接关联其航迹预测值，从而提高目标连续航迹的正确关联率，有效解决了多个目标在同一时刻交叉或者相互靠近时易产生分辨错误的问题，具有较强的抗干扰能力和鲁棒性，仿真实验验证了算法的有效性。关键词：多目标跟踪，随机有限集，概率假设密度滤波器，数据关联，航迹管理论文类型：应用基础研究类I西安电子科技大学硕士学位论文IIABSTRACTABSTRACTAsthekeytechnologyindatafusionsystem,multi-targettrackinghasreceivedalotofatte

8、ntionandresearchedbydomesticandoverseasscholars,whichplayedaveryimportantroleinmodernmilitaryandcivilianfields.Theapplicationoftherandomfiniteset