光電跟蹤系統(tǒng)不完全量測(cè)下濾波算法的研究.pdf

1、由于探測(cè)設(shè)備探測(cè)能力的局限性和探測(cè)環(huán)境的不理想性，在目標(biāo)跟蹤的過(guò)程中，廣泛存在著探測(cè)概率小于1的情況。所謂探測(cè)概率小于1是指數(shù)據(jù)發(fā)生了隨機(jī)性丟失和延遲從而造成濾波量測(cè)值的丟失和延遲，即不完全量測(cè)現(xiàn)象。由于光電跟蹤系統(tǒng)在目標(biāo)跟蹤領(lǐng)域有著不可或缺的地位，在光電跟蹤系統(tǒng)不完全量測(cè)下的濾波方法的研究就具有重要的理論意義和工程實(shí)用價(jià)值。對(duì)于光電跟蹤系統(tǒng)的特殊性，本文將不完全量測(cè)的情況分為兩種:數(shù)據(jù)只發(fā)生隨機(jī)性丟失和數(shù)據(jù)的隨機(jī)性丟失和延遲同時(shí)發(fā)生。

2、針對(duì)第一種情況，本文又以各通道的數(shù)據(jù)丟失是否同步分為探測(cè)概率耦合和解耦兩種情況。具體的研究如下:
　　 首先對(duì)于光電跟蹤系統(tǒng)量測(cè)系統(tǒng)的特殊性，對(duì)光電跟蹤系統(tǒng)進(jìn)行了建模。本文在國(guó)內(nèi)外研究學(xué)者成果的基礎(chǔ)上，針對(duì)數(shù)據(jù)丟失探測(cè)概率耦合、數(shù)據(jù)丟失探測(cè)概率解耦以及數(shù)據(jù)丟失和延遲同時(shí)發(fā)生這三種情況，分別建立了模型。
　　 其次，研究了探測(cè)概率耦合條件下的估計(jì)算法。利用投影定理推導(dǎo)出耦合條件下UCMKF的濾波算法，利用泰勒展開(kāi)式線性化方

3、程得出EKF濾波算法，并且對(duì)兩者進(jìn)行了仿真分析，得出了UCMKF在一定范圍內(nèi)的跟蹤誤差更小，估計(jì)性能更好的結(jié)論。
　　 接著，研究了探測(cè)概率解耦條件下的估計(jì)算法，設(shè)計(jì)了UKF和EKF兩種濾波器，并且比較分析了兩者的仿真結(jié)果，得出UKF的跟蹤性能更有優(yōu)勢(shì)但實(shí)時(shí)性差的結(jié)論。
　　 最后，給出了基于新息修正的數(shù)據(jù)延遲和丟失同時(shí)發(fā)生的濾波器設(shè)計(jì)。對(duì)于數(shù)據(jù)延遲的情況不再默認(rèn)為數(shù)據(jù)丟失，而是充分利用了延遲的量測(cè)數(shù)據(jù)，從而更大程度上減