變結(jié)構(gòu)目標(biāo)跟蹤ppt課件-wenkub
2023-05-27 07:11:54 本頁(yè)面
【正文】 類高速、高機(jī)動(dòng)飛行器的不斷涌現(xiàn)，目標(biāo)跟蹤技術(shù)的研究己經(jīng)成為當(dāng)今科研工作的熱點(diǎn)。 本文 著重介紹了 采用 變結(jié)構(gòu)多模型算法 （ VSMM ） 的必要性及其基本原理，針對(duì) 單 機(jī)動(dòng)目標(biāo)跟蹤問(wèn)題， 提出了幾種變結(jié)構(gòu)多模型算法，又針對(duì)多機(jī)動(dòng)目標(biāo)跟蹤問(wèn)題， 結(jié)合了 VSMM 算法，致力于將變結(jié)構(gòu)的思想利用到多機(jī)動(dòng)目標(biāo)的跟蹤問(wèn)題上，初步提出了變結(jié)構(gòu)多模型聯(lián)合概率數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)VSMMJPDA 算法， 針對(duì)該算法的缺陷提出幾點(diǎn)改進(jìn)建議，作為今后繼續(xù)進(jìn)行研究的方向。 非 機(jī)動(dòng)目標(biāo) 跟蹤指的是被跟蹤的目標(biāo)做勻速或勻加速直線運(yùn)動(dòng)，這時(shí)最基本的跟蹤算法就能滿足跟蹤要求 。 由于機(jī)動(dòng)目標(biāo)跟蹤涉及到的是不確定性混合估計(jì)問(wèn)題，單模型算法會(huì)由于事先建立的目標(biāo)運(yùn)動(dòng)模型與實(shí)際目標(biāo)運(yùn)動(dòng)模型不匹配而導(dǎo)致濾波發(fā)散，從而降低跟蹤精度甚至完全跟蹤丟失。 當(dāng)目標(biāo)強(qiáng)機(jī)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)模式一旦超出固定結(jié)構(gòu)模型集合的范圍，就會(huì)造成模型失配而影響估計(jì)精度。 1970年提出了加速度時(shí)間相關(guān)模型，即 Singer 模型，認(rèn)為目標(biāo)的機(jī)動(dòng)加速度是一個(gè)零均值的平穩(wěn)時(shí)間相關(guān)過(guò)程，其統(tǒng)計(jì)特性滿足均勻分布。 1983 年，我國(guó)學(xué)者周宏仁提出了“當(dāng)前”統(tǒng)計(jì)模型，其在 Singer 模型基礎(chǔ)上引入了加速度均值項(xiàng)，認(rèn)為目標(biāo)加速度的“當(dāng)前”統(tǒng)計(jì)概率密度服從修正的瑞利分布。其最大的特點(diǎn)是各個(gè)模型之間有交互，對(duì)假設(shè)運(yùn)動(dòng)模式是馬爾科夫或半馬爾科夫過(guò)程的目標(biāo)有較好的跟蹤效果 。 VSMM算法是一種具有時(shí)變模型集合的算法，它不僅能利用量測(cè)序列中的實(shí)時(shí)系統(tǒng)模型信息，也能將 FSMM 算法很難利用的目標(biāo)先驗(yàn)信息 利用起來(lái)，使其突破了固定結(jié)構(gòu)的限制， 有更好的適應(yīng)性。 進(jìn)入七十年代，則開(kāi)始研究狀態(tài)空間 線性系統(tǒng)，使得變結(jié)構(gòu)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)思想 得到了不斷豐富，也提出了多種變結(jié)構(gòu) 設(shè)計(jì)方法。 但這假設(shè)往往是不成立的，現(xiàn)實(shí)情況時(shí)甚至 可能完全不知道目標(biāo)可能的運(yùn)動(dòng)模式。如果要覆蓋所有情況則必然需要一個(gè)龐大的模型集合，又會(huì)導(dǎo)致上述 2和 3的問(wèn)題 。 考慮到計(jì)算量的問(wèn)題， VSMM 應(yīng)該選擇一個(gè) 單一的模型集合，且要保證這個(gè)模型集合是 對(duì)當(dāng)前目標(biāo)狀態(tài)來(lái)說(shuō)“最優(yōu)”的。 通常來(lái)說(shuō)，一個(gè)周期的 RAMS 算法主要要完成以下兩個(gè)步驟的工作： （ 1） 模型集合自適應(yīng)。這是算法的估計(jì)部分，相當(dāng)于傳統(tǒng)的多模型算法，可已經(jīng)將之稱為 VSIMM 算法。通常使用交互后的信息進(jìn)行重新初始化 3）模型匹配濾波 4）模型概率計(jì)算 5）估計(jì)融合 幾種相關(guān)算法 （ ModelGroup Switching, MGS） 算法的基本思想 是： 多模型算法每一個(gè)所使用的 模型集合可以通過(guò)一定的準(zhǔn)則通過(guò)在一系列模 型組群中切換得到 。但是其便于實(shí)現(xiàn)性和極強(qiáng)的實(shí)效性和極高的費(fèi)效比，使得其在工程實(shí)踐中能很好地 得到應(yīng)用。根據(jù)上述幾種算法分析，嘗試將變結(jié)構(gòu)多模 型的思想運(yùn)用到 IMMJPDA 算法中，形成變結(jié)構(gòu)多模型聯(lián)合概率數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián) VSMMJPDA算法。 在分析了傳統(tǒng)的機(jī)動(dòng)目標(biāo)跟蹤算法的基礎(chǔ)上，利用變結(jié)構(gòu)多模型的思想對(duì)它們進(jìn)行了進(jìn)一步 研究。 （ 3）提出了基于無(wú)味有向圖切換的變結(jié)構(gòu)多模型算法。結(jié)果表明，變結(jié)構(gòu)的思想是可以和數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)問(wèn)題相結(jié)合的，但是如何優(yōu)化這一問(wèn)題則有待進(jìn)一步研究。 七 .參考文獻(xiàn) ? [1] 韓崇昭 , 朱洪艷 , 段戰(zhàn)勝 . 多源信息
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