不完全測量下的目標(biāo)跟蹤濾波器設(shè)計.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)系下對目標(biāo)位置等信息進行估計并跟蹤的技術(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）。實際工程中，由于各種干擾的存在，測量的數(shù)據(jù)不可避免有一定探測概率，即不完全測量的情形，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、者從理論上對不完全測量下標(biāo)準(zhǔn)卡爾曼濾波的統(tǒng)計特性進行了分析，本文以此為基礎(chǔ)，采用不完全測量思想，設(shè)計了不完全測量下的DCMKF和UKF兩類濾波器，并分析了其統(tǒng)計特性，為工程設(shè)計提供了理論依據(jù)。 首先，本文對目標(biāo)跟蹤中常用的非線性濾波算法進行討論，從計算量、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，接著通過殘差檢測，濾波器切換等方法將這兩種濾波算法推廣到不完全測量的情形

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