基于VS-IMM算法的A-SMGCS场面运动目标跟踪

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1、第44卷第1期2012年2月南京航空航天大学学报JournalofNanjingUniversityofAeronautics&AstronauticsV01．44No．1Feb．2012基于VS—IMM算法的A—SMGCS场面运动目标跟踪宫淑丽陶诚王帮峰黄圣国(南京航空航天大学民航学院，南京，210016)摘耍：为实现先进场面运动引导控制系统中场面监视雷达对运动目标的跟踪，研究了将变结构交互式多模型(Variablestructureinteractingmultiplemodel，VS-IMM)算法应用到该系统中。首先，根据飞

2、机的真实运动情况建立了飞机的匀速运动、匀加速运动和匀速转弯运动模型；然后，针对固定结构交互式多模型(Fixedstructureinteractivemultiplemodel。FS-IMM)算法在目标跟踪方面的不足，结合机场地图，将VS-IMM算法应用到机场场面运动目标跟踪中；最后，基于扩展卡尔曼滤波将VS—IMM算法与FS—IMM算法进行仿真比较．结果表明：VS-IMM算法的琅踪精度及模型选择均优于FS-IMM算法，VS—IMM算法在场面跟踪方面具有更大的应用价值。关键词：目标跟踪；交互式多模型算法，扩展卡尔曼滤波中圈分类号：

3、V351文献标识码：A文章编号：1005—2615(2012)01．0118．06ManeuveringTargetTrackingonAirportSurfaceforA-SMGCSBasedonVS—·IMMAlgorithmGongShuli，TaoCheng，WangBangfeng，HuangShengguo(CollegeofCivialAviation，NanjingUniversityofAeronautics&Astronautics，Nanjing，210016，China)Abstract：Aimingatt

4、rackingmaneuveringtargetofsurfacemovementradar(SMR)fortheadvancedsurfacemovementguidanceandcontrolsystem(A—SMGCS)，thevariablestructureinteractingmultiplemodel(VS-IMM)algorithmisusedinthesystem．Firstly，accordingtOtherealmovementofaircraft，acongtantvelocitymotionmodeliS

5、established。aswellasaconstantaccelerationmotionmodelandacon．stantturnmotionmodel．Then，consideringthedefectsofthefixedstructureinteractingmultiplemodel(FS—IMM)algorithm，theVS—IMMalgorithmisappliedtOtheairportsurfacemovementtargettrackingbycombiningwiththeairportmap．Fin

6、ally，VS-IMMandFS—IMMalgorithmsaredesignedbyextendedKalmanfiltering(EKF)，andtheyarecomparedthroughcomputersimulation．SimulationresultsshowthatVS-IMMalgorithmismorereliablethanIMMalgorithmontrackingaccuracy．SoVS—IMMalgo—rithmhasthegreatervalueonsurfacemaneuveringtargett

7、racking．Keywords：targettracking；interactingmultiplemodel(IMM)；extendedKalmanfiltering(EKF)机场场面监视是保障机场上的航空器和车辆运行安全的基础技术。随着机场交通流量的增长、布局的日益复杂化，以及越来越多的在低能见度条件下进行的运行，仅靠管制员在监控中心来监视整个机场场面的方式逐渐显示出其落后性[1]。航空器和车辆驾驶员希望能够在自己的航空器或车辆上看到其所处的位置，及自身周围场面的运行状况，并希望及时得到报警信息。针对上述问题，国际民航组织(

8、ICAO)制定的先进场面运动引导控制系统(Advancedsurfacemovementguidanceandcontrolsystem，A—SMGCS)应运而生[2】，从而展开了A—SMGCS的相基金项目：国家自然科学基金(61079003)资助