基于多傳感器多模型機(jī)動(dòng)目標(biāo)跟蹤算法設(shè)計(jì)

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1、基于多傳感器多模型機(jī)動(dòng)目標(biāo)跟蹤算法設(shè)計(jì)　　摘要：多模型目標(biāo)跟蹤算法由于其獨(dú)特的處理未知結(jié)構(gòu)和可變參數(shù)的優(yōu)點(diǎn)，已成為當(dāng)前目標(biāo)跟蹤研究領(lǐng)域的一個(gè)重要方向。然而當(dāng)今的多模型目標(biāo)跟蹤方法大都停留在理論層面，因此在實(shí)際應(yīng)用層面上研究并設(shè)計(jì)多模型目標(biāo)跟蹤算法，并實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定、可靠而精確的目標(biāo)跟蹤意義重大。選用當(dāng)今最為流行、應(yīng)用最廣泛的雷達(dá)和紅外作為傳感器，在紅外/雷達(dá)雙模導(dǎo)引頭的多傳感器平臺(tái)下展開研究，設(shè)計(jì)并仿真實(shí)現(xiàn)了更接近真實(shí)的軍事與民用環(huán)境的多模型機(jī)動(dòng)目標(biāo)跟蹤算法。仿真結(jié)果驗(yàn)證了該算法跟蹤性能的有效性。關(guān)鍵

2、字：目標(biāo)跟蹤；多模型算法；多傳感器平臺(tái)；數(shù)據(jù)融合中圖分類號：TN953?34；TP302文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：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隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展和現(xiàn)代軍事及民用需求的不斷提高，對目標(biāo)跟蹤的精度也相應(yīng)地提出了更高的要求。在真實(shí)的目標(biāo)跟蹤系統(tǒng)中[1?2]，目標(biāo)的狀態(tài)總是處在不斷變化中，當(dāng)目標(biāo)真實(shí)運(yùn)動(dòng)模型與算法模型不匹配時(shí)，跟蹤精度會(huì)明顯下降，此時(shí)采用多模型（MultipleModel，MM）機(jī)動(dòng)目標(biāo)跟蹤算法將會(huì)成為最佳選擇。然而，當(dāng)今的多模型目標(biāo)跟蹤方法[3]大都停留在理論層面，對于多模型的

7、實(shí)際應(yīng)用價(jià)值及各模型的應(yīng)用場合都需要做進(jìn)一步的研究。本文選用當(dāng)今最為流行、應(yīng)用最廣泛的雷達(dá)和紅外作為傳感器，在紅外/雷達(dá)雙模導(dǎo)引頭[4]平臺(tái)下開展對交互式多模型[5]機(jī)動(dòng)目標(biāo)跟蹤算法的研究，并加入噪聲干擾，更接近真實(shí)的軍事與民用環(huán)境。首先搭建紅外/雷達(dá)雙模導(dǎo)引頭仿真平臺(tái)[6]，進(jìn)而設(shè)計(jì)基于多傳感器[7?8]的多模型機(jī)動(dòng)目標(biāo)跟蹤算法，采用擴(kuò)展卡爾曼濾波[9]，最終實(shí)現(xiàn)算法的軟件仿真及跟蹤性能評估[10]，驗(yàn)證了所設(shè)計(jì)方法的有效性和實(shí)用性。1多傳感器平臺(tái)搭建雷達(dá)和紅外傳感器是目前常用的兩種目標(biāo)探測和

8、跟蹤傳感器，采用雷達(dá)為主、紅外成像傳感器探測為輔的信息融合系統(tǒng)進(jìn)行目標(biāo)跟蹤能夠使系統(tǒng)降低對敵方干擾的脆弱性，提高系統(tǒng)可靠性，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。因此，本文選取雷達(dá)與紅外雙模導(dǎo)引頭作為傳感器，模擬生成多傳感器的數(shù)據(jù)生成模塊，為多模型機(jī)動(dòng)目標(biāo)跟蹤算法提供良好的檢測平臺(tái)。8毫米波雷達(dá)導(dǎo)引頭的觀測數(shù)據(jù)包括觀測系下的視線方位角、視線俯仰角、彈目距離、多普勒頻率、雷達(dá)信噪比等信號。經(jīng)過坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，得到的參考系下的雷達(dá)觀測數(shù)據(jù)，建立如下雷達(dá)觀測方程：[Z1（k）=h1（X（k））+V1（k）]（1）式中：[