激光運(yùn)動目標(biāo)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(dá)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(dá)主要功能涉及到既定空域掃描、運(yùn)動目標(biāo)定位和跟蹤等，而目標(biāo)定位能力和跟蹤能力是激光雷達(dá)系統(tǒng)的核心功能指標(biāo)。對運(yùn)動目標(biāo)的精確定位和有效跟蹤是激光雷達(dá)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(dá)測向定位方法，同時也簡要介紹了運(yùn)動目標(biāo)跟蹤濾波的各種算法。針對運(yùn)動目標(biāo)采用小角度高速掃描探測激光雷達(dá)系統(tǒng)，設(shè)計了基于振鏡的激光

2、雷達(dá)掃描定位系統(tǒng)。綜合探測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特點，詳細(xì)分析了平臺級和系統(tǒng)級別的空間配準(zhǔn)方案，分別推導(dǎo)了平臺內(nèi)部和平臺間的空間坐標(biāo)轉(zhuǎn)換融合關(guān)系式。設(shè)計了基于振鏡的回波探測光學(xué)系統(tǒng)和直接回波探測光學(xué)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(xì)介紹了運(yùn)動目標(biāo)的典型跟蹤濾波算法，對在指定空域高速運(yùn)動的單模型運(yùn)動目標(biāo)進(jìn)行了KF（卡爾曼濾波）算法的詳細(xì)推導(dǎo)，并通過仿真分析噪聲及運(yùn)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(biāo)量測軌跡的誤差。結(jié)果表明，針對既定的目標(biāo)運(yùn)動模型和運(yùn)動空域，KF算法可以有效實現(xiàn)對運(yùn)動目標(biāo)的軌跡預(yù)判，基于運(yùn)動目標(biāo)軌跡預(yù)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(shè)計依據(jù)及各自的詳細(xì)參數(shù)，針對上述部件對目標(biāo)定位與跟蹤功能的實現(xiàn)情況進(jìn)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(gòu)成、控制軟件和運(yùn)動目標(biāo)模擬器。最后對系統(tǒng)定位和跟蹤功能進(jìn)行了簡要測試，測試了振鏡定位精度，并對隨動