粒子滤波目标跟踪及TBD算法研究.pdf

《粒子滤波目标跟踪及TBD算法研究.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、电子科技大学UNIVERSITYOFELECTRONICSCIENCEANDTECHNOLOGYOFCHINA专业学位硕士学位论文MASTERTHESISFORPROFESSIONALDEGREE论文题目粒子滤波目标跟踪及TBD算法研究专业学位类别工程硕士学号201222020614作者姓名苏洲阳指导教师韩春林教授分类号密级注1UDC学位论文粒子滤波目标跟踪及TBD算法研究（题名和副题名）苏洲阳（作者姓名）指导教师韩春林教授电子科技大学成都（姓名、职称、单位名称）申请学位级别硕士专业学位类别工程硕士工程领域名称电

2、子与通信工程提交论文日期2015年3月31日论文答辩日期2015年4月27日学位授予单位和日期电子科技大学2015年6月答辩委员会主席评阅人注1：注明《国际十进分类法UDC》的类号。RESEARCHONPARTCLEFILTERFORTARGETTRACKINGANDTBDALGORITHMAMasterThesisSubmittedtoUniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaMajor:MasterofEngineeringAuthor:SuZhouya

3、ngAdvisor:Prof.HanChunlinSchool:SchoolofElectronicEngineering独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，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谢意。作者签名：日期：年月日论文使用授权本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保

4、留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后应遵守此规定）作者签名：导师签名：日期：摘要摘要随着现代作战环境的日益复杂，低信噪比下的目标检测以及目标跟踪中的非线性问题逐渐突显，这使得传统的跟踪和检测方法越来越难以满足需求，迫切需要能够解决这些问题的新的目标跟踪和检测算法。检测前跟踪(TrackBeforeDe

5、tect，TBD)算法经过多帧数据积累后按照某种规则进行检测判决，检测到目标存在就能同时给出跟踪结果，这样可以很好地解决低信噪比下的目标检测问题。粒子滤波(ParticleFilter，PF)是一种针对非线性系统的贝叶斯递归滤波算法，粒子的权重还可以用来构造似然比，这些特点使得粒子滤波可以完整地进行目标检测和跟踪。因此，本文将对基于粒子滤波的目标跟踪和TBD算法展开研究，主要内容为：1、研究了粒子滤波的目标跟踪算法及其性能评估。首先研究了标准粒子滤波(StandardPF，SPF)算法，然后针对其中的粒子退化问题

6、，研究了利用局部线性化近似得到最佳重要性函数和改善重采样的改进的粒子滤波算法(improvedPF，IPF)。除采用常规性能评估方法外，还研究了KLD(KullbackLeiblerDivergence)评估方法，以便更加全面地对粒子滤波算法进行性能评估。2、研究了三种基于粒子滤波的TBD算法及性能讨论。标准的PF-TBD算法通过将粒子分为死亡粒子和存活粒子构成一种混合状态估计，从而形成完整的跟踪检测体系；优效的PF-TBD算法在标准算法基础上只关注存活粒子，更加有效地利用粒子信息；基于似然比检测的PF-TBD算

7、法利用似然比进行检测，区别于前两种算法利用目标存在概率进行检测。在仿真实验中，首先通过对比检测概率和虚警概率，确定三种算法的最佳检测门限，然后再横向对比三种算法的检测性能，以便确定三种算法检测性能的优劣关系。3、针对RAM(RocketArtilleryMortar)类目标，首先建立了这类目标的运动状态模型。考虑到这类目标的运动状态可以采用单个模型进行描述，因此，首先采用SPF算法对该目标进行跟踪；同时基于前面的结论，进一步采用IPF算法对其进行跟踪。仿真结果表明，粒子滤波算法可以有效实现RAM类目标跟踪，同时基

8、于IPF算法的RAM类目标跟踪算法跟踪性能优于基于SPF算法的。4、针对雷达目标的检测前跟踪，这里首先给出适用于TBD处理的基本雷达观测模型，然后充分考虑到实际目标可能存在的机动特性，首先对多模型粒子滤波（MultipleModelPF，MMPF）算法展开研究，然后采用基于MMPF的TBD算法实现对雷达目标的检测和跟踪，最后在仿真实验中分别对MMPF算法和基于MMPF的T