激光運動目標空間定位與KF算法跟蹤研究.pdf

1、由于激光相對于微波的特殊優(yōu)勢，使得激光雷達在測距精度、測角精度、對抗和抗干擾方面具有特殊優(yōu)勢。激光掃描探測雷達主要功能涉及到既定空域掃描、運動目標定位和跟蹤等，而目標定位能力和跟蹤能力是激光雷達系統(tǒng)的核心功能指標。對運動目標的精確定位和有效跟蹤是激光雷達系統(tǒng)的重要研究內(nèi)容。
　　本論文首先概括介紹了激光雷達測向定位方法，同時也簡要介紹了運動目標跟蹤濾波的各種算法。針對運動目標采用小角度高速掃描探測激光雷達系統(tǒng)，設計了基于振鏡的激光

2、雷達掃描定位系統(tǒng)。綜合探測系統(tǒng)結(jié)構特點，詳細分析了平臺級和系統(tǒng)級別的空間配準方案，分別推導了平臺內(nèi)部和平臺間的空間坐標轉(zhuǎn)換融合關系式。設計了基于振鏡的回波探測光學系統(tǒng)和直接回波探測光學系統(tǒng)，確定了兩種探測系統(tǒng)的定位方式，概括介紹了各自系統(tǒng)的工作流程。
　　詳細介紹了運動目標的典型跟蹤濾波算法，對在指定空域高速運動的單模型運動目標進行了KF（卡爾曼濾波）算法的詳細推導，并通過仿真分析噪聲及運算次數(shù)對算法的影響，之后仿真分析了濾波算法

3、所得軌跡與目標量測軌跡的誤差。結(jié)果表明，針對既定的目標運動模型和運動空域，KF算法可以有效實現(xiàn)對運動目標的軌跡預判，基于運動目標軌跡預判信息，跟蹤隨動系統(tǒng)實現(xiàn)持續(xù)跟蹤。
　　結(jié)合一定探測系統(tǒng)要求，給出了振鏡、隨動云臺的設計依據(jù)及各自的詳細參數(shù)，針對上述部件對目標定位與跟蹤功能的實現(xiàn)情況進行了簡要介紹。介紹了激光發(fā)射掃描探測系統(tǒng)的實物構成、控制軟件和運動目標模擬器。最后對系統(tǒng)定位和跟蹤功能進行了簡要測試，測試了振鏡定位精度，并對隨動