过程噪声方差实时补偿的非定轨目标跟踪

针对非定轨目标跟踪问题中过程噪声统计特性未知的特点，提出了一种实用的对过程噪声方差进行实时补偿的目标跟踪算法。该算法根据强跟踪滤波器的思想，通过实时检测新息序列来修正卡尔曼滤波算法中的状态预测误差协方差矩阵，进而对未知的过程噪声方差矩阵进行实时地补偿。由于存在新息检测机制，该算法能够有效地规避表征建模不确定性的过程噪声统计特性未知的问题，对于建模不确定性具有一定的适应能力。通过对一旋转靶标跟踪问题的仿真试验，证明了该方法的有效性。

Abstract

In order to overcome the uncertainty of target motion in non-orbit target tracking problems, a practical filtering algorithm, which compensated the variance of process noises, was proposed in this work. Based on the principle of strong tracking filter, the prediction covariance in Kalman filtering equations was modified real-time by monitoring innovation sequence in the proposed algorithm. In this way, the unknown variance of process noises was compensated effectively. Due to innovation-monitoring procedure, the proposed algorithm was adaptive to the uncertainty of target motion model. Simulation results of a rotary target tracking problem show the validity of the proposed algorithm.

参考文献

[1] McEVER M A，KIMBRELL J E. Tracking filter algorithm for automatic video tracking [J]. Proc. of SPIE(S0277-786X)， 2006，6238：623809-1-623809-7.

[2] ALLEN J S，STUFFLEBEAM J，FELLER D. Development of a feed-forward controller for a tracking telescope [J]. Proc. of SPIE(S0277-786X)，2004，5430：1-12.

[3] 孙志刚. 仅有角度量测的红外机动目标跟踪 [J].激光与红外， 2004，34(6)：449-451. SUN Zhi-gang. Infrared maneuver target tracking using angle-only measurements [J]. Laser & Infrared，2004，34(6)：449-451.

[4] 魏刚，江传富，杨坤涛 . 方位角准确预测法在光电跟踪中的应用研究 [J].光电工程， 2006，33(5)：6-11. WEI Gang，JIANG Chuan-fu，YANG Kun-tao. Precision azimuth prediction method for electro-optical tracking [J]. Opto-Electronic Engineering，2006，33(5)：6-11.

[5] 唐涛，黄永梅 . 改进的 EKF算法在目标跟踪中的运用 [J].光电工程， 2005，32(9)：16-18. TANG Tao，HUANG Yong-mei. Application of the improved EKF algorithm in target tracking [J]. Opto-Electronic Engineering，2005，32(9)：16-18.

[6] 王晓华，敬忠良 . 仅有角测量的被动式机动目标跟踪 [J].控制理论与应用， 2002，19(6)：845-850. WANG Xiao-hua，JING Zhong-liang. Bearings-only passive tracking for maneuvering target [J]. Control Theory and Applications，2002，19(6)：845-850.

[7] 王秋平，周原，康顺 . 光电跟踪的非线性卡尔曼滤波算法 [J].光电工程， 2009，36(12)：7-10. WANG Qiu-ping，ZHOU Yuan，KANG Shun. Nonlinear Kalman filter method for electro-optical tracking [J]. Opto-Electronic Engineering，2009，36(12)：7-10.

[8] 王秋平，左玲，康顺 . 光电跟踪系统非线性信息自适应卡尔曼滤波算法 [J].光电工程， 2011，38(2)：9-13. WANG Qiu-ping，ZUO Ling，KANG Shun. Nonlinear innovation adaptive Kalman filter algorithm for electro-optical tracking [J]. Opto-Electronic Engineering，2011，38(2)：9-13.

[9] 付梦印，邓志红，阎莉萍 . Kalman滤波理论及其在导航系统中的应用 :二版 [M].北京：科学出版社， 2010：111-120.

[10] 周东华，席裕庚，张钟俊 . 非线性系统带次优渐消因子的扩展卡尔曼滤波 [J].控制与决策， 1990(5)：1-6. ZHOU Dong-hua，XI Yu-geng，ZHANG Zhong-jun. Suboptimal fading extended Kalman filtering for nonlinear systems [J]. Control and Decision，1990(5)：1-6.

[11] 周东华，席裕庚，张钟俊 . 一种带多重次优渐消因子的扩展卡尔曼滤波器 [J].自动化学报， 1991，17(6)：689-695. ZHOU Dong-hua，XI Yu-geng，ZHANG Zhong-jun. A suboptimal multiple fading extended Kalman filter [J]. Acta Automatica Sinica，1991，17(6)：689-695.

[12] 周东华，王庆林 . 有色噪声干扰的非线性系统强跟踪滤波 [J].北京理工大学学报， 1997，17(3)：321-326. ZHOU Dong-hua，WANG Qing-lin. Strong tracking filtering of nonlinear systems with colored noise [J]. Journal of Beijing Institute of Technology，1997，17(3)：321-326.

田俊林, 付承毓, 唐涛, 于伟. 过程噪声方差实时补偿的非定轨目标跟踪[J]. 光电工程, 2012, 39(1): 68. TIAN Jun-lin, FU Cheng-yu, TANG Tao, YU Wei. A Non-orbit Target Tracking Filter Based on Variance Compensation of Process Noises[J]. Opto-Electronic Engineering, 2012, 39(1): 68.

过程噪声方差实时补偿的非定轨目标跟踪

关于本站 Cookie 的使用提示

全站搜索

过程噪声方差实时补偿的非定轨目标跟踪

相关论文

相关资讯

关于本站 Cookie 的使用提示

全站搜索