基于多传感器多模型机动目标跟踪算法设计

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1、基于多传感器多模型机动目标跟踪算法设计　　摘要：多模型目标跟踪算法由于其独特的处理未知结构和可变参数的优点，已成为当前目标跟踪研究领域的一个重要方向。然而当今的多模型目标跟踪方法大都停留在理论层面，因此在实际应用层面上研究并设计多模型目标跟踪算法，并实现稳定、可靠而精确的目标跟踪意义重大。选用当今最为流行、应用最广泛的雷达和红外作为传感器，在红外/雷达双模导引头的多传感器平台下展开研究，设计并仿真实现了更接近真实的军事与民用环境的多模型机动目标跟踪算法。仿真结果验证了该算法跟踪性能的有效性。关键

2、字：目标跟踪；多模型算法；多传感器平台；数据融合中图分类号：TN953?34；TP302文献标识码：A文章编号：1004?373X（2013）15?0008?03Designofmulti?modelmaneuveringtargettrackingalgorithmbasedonmultiplesensorHEHe，YANGYan，WANGShuang，HOUJing（NorthwesternPolytechnicalUniversity，Xi’an710129，China）Abstract：

3、Multi?modeltargettrackingalgorithm8hasbecomeanimportantdirectionintargettrackingresearchfiledbecauseofitsspecialadvantagesofhandlingunknownstructuresandvariableparameters.However，mostmulti?modeltargettrackingmethodstodayarestayingontheoreticallevel.T

4、herefore，ithassignalitytoresearchanddesignthemulti?modeltargettrackinginpracticalapplication，andrealizethegoalofstable，reliableandexacttargettracking.Themostpopularandwidelyusedradarandinfraredistakenasthesensor.Theresearchisconductedinthemulti?senso

5、rplatformoftheradar/infrareddual?modeseeker.Themulti?modelmaneuveringtargettrackingalgorithmwhichismoreclosetothetruemilitaryandcommercialenvironmentisdesignedandsimulated.Thesimulationresultsverifiedthetrackingperformanceofthismethod.Keywords：target

6、tracking；multi?modelalgorithm；multi?sensorplatform；datafusion0引言8随着信息技术的快速发展和现代军事及民用需求的不断提高，对目标跟踪的精度也相应地提出了更高的要求。在真实的目标跟踪系统中[1?2]，目标的状态总是处在不断变化中，当目标真实运动模型与算法模型不匹配时，跟踪精度会明显下降，此时采用多模型（MultipleModel，MM）机动目标跟踪算法将会成为最佳选择。然而，当今的多模型目标跟踪方法[3]大都停留在理论层面，对于多模型的

7、实际应用价值及各模型的应用场合都需要做进一步的研究。本文选用当今最为流行、应用最广泛的雷达和红外作为传感器，在红外/雷达双模导引头[4]平台下开展对交互式多模型[5]机动目标跟踪算法的研究，并加入噪声干扰，更接近真实的军事与民用环境。首先搭建红外/雷达双模导引头仿真平台[6]，进而设计基于多传感器[7?8]的多模型机动目标跟踪算法，采用扩展卡尔曼滤波[9]，最终实现算法的软件仿真及跟踪性能评估[10]，验证了所设计方法的有效性和实用性。1多传感器平台搭建雷达和红外传感器是目前常用的两种目标探测和

8、跟踪传感器，采用雷达为主、红外成像传感器探测为辅的信息融合系统进行目标跟踪能够使系统降低对敌方干扰的脆弱性，提高系统可靠性，现已广泛应用于各个领域。因此，本文选取雷达与红外双模导引头作为传感器，模拟生成多传感器的数据生成模块，为多模型机动目标跟踪算法提供良好的检测平台。8毫米波雷达导引头的观测数据包括观测系下的视线方位角、视线俯仰角、弹目距离、多普勒频率、雷达信噪比等信号。经过坐标转换，得到的参考系下的雷达观测数据，建立如下雷达观测方程：[Z1（k）=h1（X（k））+V1（k）]（1）式中：[