基于粒子滤波的非高斯型目标跟踪实现开题报告

 2023-03-02 11:03

1. 研究目的与意义

目标跟踪是指对探测器检测到的运动目标进行检测、提取、识别和跟踪,获得运动目标的运动参数,如位置、速度、加速度和运动轨迹等,从而进行下一步的处理与分析,实现对运动目标的行为理解,以完成更高一级的检测任务。对如飞机、潜艇、导弹等运动目标的位置、速度、加速变等状态进行估计。包括对当前状态的滤波估计和对未来某一点的预测估计。自1937年第一部跟踪雷达诞生以来,目标跟踪就确定其在科研领域的地位,并且日趋重要。随着科学技术的飞速发展,各种类型(如雷达、红外、激光、声纳等)的目标跟踪系统相继得到发展完善。由于在军事和民用领域具有广阔的应用前景,目标跟踪问题的研究一直受到人们的广泛关注。最近几十年来,国内外众多专家学者对之进行了深入的研究,并取得了丰硕的成果。目标跟踪中的一个核心部分就是滤波算法,经典的卡尔曼滤波算法是一种时域方法,对于具有高斯分布噪声的线性系统,可以得到系统状态的递推最小均方差估计。但在实际应用中,即使不太复杂的系统,一般都是非线性系统,这时卡尔曼滤波算法就不适用了,所以有扩展卡尔曼滤波(EKF)、Unscented卡尔曼滤波(UKF)和粒子滤波(PF)等主要的非线性滤波算法。

雷达测量系统中,目标跟踪往往是人们非常关注的方面,但测量运动目标的位置、速度和加速度在每时每刻都存在噪声信号。卡尔曼滤波是基于运动目标动态信息,设法消除噪声干扰,从而获取目标位置的最佳估计。这个估计过程主要有三个方面,第一个方面是对运动目标当前位置的估计,第二个方面是对运动目标未来位置的估计,第三个方面是对运动目标过去位置的估计。基于本设计的讨论在闪烁噪声统计模型的基础上使用粒子滤波算法,解决闪烁噪声条件下雷达目标跟踪问题;粒子滤波技术在非线性、非高斯系统优越性就体现出来了。

粒子滤波可以先分为几个主要的步骤:初始化 gt; 预测gt;矫正gt;重采样gt;滤波

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2. 研究内容与预期目标

研究内容:

1.在本课题初期首先先通过互联网和书籍收集资料,并学习粒子滤波原理和粒子滤波经典采样算法了解卡粒子

滤波,涉及采样和重采样算法等等的基本知识;

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3. 研究方法与步骤

研究方法:文献法;实验法

步骤:

1、查阅搜集相关文章资料,理清课题研究脉络,总结归纳研究方法,悉心准备下一步研究。

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4. 参考文献

[1]陈利斌. SIR粒子滤波的改进算法;西安:西北工业大学博士学位论文,2000.

[2] 苏林,尚朝轩.基于卡尔曼滤波器的雷达追踪[D]. 石家庄军械工程学院,2006.

[3] 彭丁聪. 卡尔曼滤波的基本原理及应用[D]. 中国地质大学研究生院,2008.

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5. 工作计划

第一阶段(1周-4周)

收集资料,了解卡尔曼滤波器和扩展卡尔曼滤波的基本知识,对设计任务有基本认识,撰写开题报告;

第二阶段(5周-8周)

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