不完全測(cè)量下的目標(biāo)跟蹤濾波器設(shè)計(jì).pdf

1、目標(biāo)跟蹤是當(dāng)前國內(nèi)外的熱門研究方向之一，在軍事、醫(yī)學(xué)、導(dǎo)航和安全監(jiān)控等領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用，它是一類混合坐標(biāo)系下對(duì)目標(biāo)位置等信息進(jìn)行估計(jì)并跟蹤的技術(shù)。 基于混合坐標(biāo)系的目標(biāo)跟蹤中，常用的濾波算法是去偏轉(zhuǎn)換坐標(biāo)卡爾曼濾波（DCMKF）和Unscented卡爾曼濾波（UKF）。實(shí)際工程中，由于各種干擾的存在，測(cè)量的數(shù)據(jù)不可避免有一定探測(cè)概率，即不完全測(cè)量的情形，這將直接影響目標(biāo)跟蹤濾波器的性能，甚至造成跟蹤目標(biāo)的丟失。目前，國內(nèi)外學(xué)

2、者從理論上對(duì)不完全測(cè)量下標(biāo)準(zhǔn)卡爾曼濾波的統(tǒng)計(jì)特性進(jìn)行了分析，本文以此為基礎(chǔ)，采用不完全測(cè)量思想，設(shè)計(jì)了不完全測(cè)量下的DCMKF和UKF兩類濾波器，并分析了其統(tǒng)計(jì)特性，為工程設(shè)計(jì)提供了理論依據(jù)。 首先，本文對(duì)目標(biāo)跟蹤中常用的非線性濾波算法進(jìn)行討論，從計(jì)算量、濾波精度等方面，總結(jié)了去偏轉(zhuǎn)換卡爾曼濾波（DCMKF）和Unscented卡爾曼濾波（UKF）的優(yōu)缺點(diǎn)，接著通過殘差檢測(cè)，濾波器切換等方法將這兩種濾波算法推廣到不完全測(cè)量的情形

3、。 本文完成了兩類濾波器的設(shè)計(jì)，并且給出了統(tǒng)計(jì)意義下的濾波器分析。對(duì)不完全測(cè)量下的去偏轉(zhuǎn)換卡爾曼濾波，本文理論分析并證明了統(tǒng)計(jì)意義下探測(cè)概率和濾波器穩(wěn)定的關(guān)系，指出當(dāng)探測(cè)概率大于某一臨界值時(shí)，濾波估計(jì)的誤差方差有界，并給出了該臨界值的上界。對(duì)于不完全測(cè)量下的UKF，本文通過分析完全測(cè)量下穩(wěn)定的充分條件，證明了探測(cè)概率大于臨界探測(cè)概率時(shí)，濾波器穩(wěn)定。 最后，理論分析以及仿真試驗(yàn)證明了上述論點(diǎn)的正確性和真實(shí)性，對(duì)工程設(shè)計(jì)具有