多目标跟踪中的航迹起始算法,该文是目标跟踪相关硕士论文范文跟航迹起始算法和多目标和跟踪方面论文写作资料范文.
目标跟踪论文参考文献：
马琳琳 沈阳理工大学
【摘 要】 在多目标跟踪中,正确的航迹起始可以防止目标的误跟与目标丢失还可以减少多目标跟踪中组合爆炸所带来的计算负担.首先选择椭圆波门作为相关波门,并提出了一种新的航迹起始算法,通过仿真,验证了该算法适用于不同的目标跟踪运动模型,且虚假航迹起始的概率也明显降低.
【关键词】 多目标跟踪 航迹起始 相关波门
一、概述
航迹起始是雷达目标跟踪的第一步,是指在目标跟过程中未进入稳定踪前的航迹确定的过程.航迹起始主要包括：相关波门的确立、航迹初始化和航迹确定,最终建立准确可靠的航迹.航迹起始就是用雷达扫描周期内观测到的数据来进行点与点的数据关联,从而形成暂时的航迹,是滤波、报告航迹起始、数据互联与轨迹融合的基础,因此准确的航迹起始是轨迹融合的关键技术.
航迹起始算法包括：顺序处理技术和批处理技术.顺序处理技术的主要算法有：直观法和逻辑法,它们的计算量小并且执行效率高,但是在密集的杂波环境下算法的准确度明显下降,因此一般适用于杂波数量较少的环境中.批处理技术的主要算法有：Hough 变换法和修正的 Hough 变换法,虽然计算量较大,但是在密集杂波的情况下,它们的性能明显优于顺序处理技术的算法.
二、相关波门
相关波门是用来判断雷达接收到的回波是否来自于目标的决策门限,以跟踪目标的预测位置作为中心,从而确定该目标在下一时刻回波可能出现的范围的一块区域.相关波门的大小主要依赖于:预测误差、 雷达量测误差、 目标运动特性、坐标系的选择和天线扫描周期等.
常用的相关波门有 : 环形波门、椭圆波门、矩形波门和扇形波门.
环形波门为航迹起始的初始波门,作为初始波门它的面积较大导致它的测量精度相比于其它相关波门低.椭圆波门和矩形波门是直角坐标系下的相关波门,扇形波门是极坐标系下的相关波门.因此为了精度高的航迹起始与计算方便,相关波门选择椭圆波门.
三、航迹起始算法
假设在多目标跟踪中,有些雷达已经得到了目标跟踪信息,第 k a 时刻对目标的状态估计值为akx?,在第 k a 时刻对目标的状态估计协方差矩阵为a a kP k.
假设在第 k b 时刻（第 k b 时刻在第 k a 时刻以后）雷达 Rb接收到的回波束指向目标方向,由雷达接收到的目标跟踪数据可以确定在第 k b 时刻可能出现的预测相关波门.
由第 k a 时刻对雷达接收到的目标回波状态估计值,可以来预测在第 k b 时刻的目标回波状态值和状态协方差矩阵.提取目标状态预测信息中目标的位置信息来进行目标预测波门的计算,设目标位置的预测中心为b a kky?,预测协方差分别为bkDak ,那么目标预测波门可以表示为：
其中aky表示第 ka 时刻对目标可能出现的位置, γ 表示相关波门大小的平方.根据目标位置的预测中心和预测协方差来表示目标预测波门.
为了提高航迹起始的准确度,该算法降低了预测波门内的检测门限,但是检测门限过低会使虚警数量增大,这样会使计算量成爆炸组合增长,并且引入过多虚假航迹,影响后续雷达数据处理的准确度与实时性.因此将检测门限降低到一个可以接受的范围, 在虚假的航迹起始概率不变的条件下,计算预测波门内的单元虚警概率.
在连续 N 帧的预测波门内接收到的目标回波数据如果存在检测门限的目标数据检测统计量,那么建立目标航迹,并得到帧虚警概率,根据帧虚警概率来预测相关波门内的单元虚警概率 PZ.
根据单元虚警概率 ,来计算检测门限,从而完成航迹起始.
该算法充分利用到雷达所接收的跟踪目标的回波信息,通过预测波门的限定来完成航迹起始.与传统航迹起始算法相比, 该算法将预测波门内的检测波门所接收的回波数降低,从而减低了计算复杂度,提高了目标检测的实时性和航迹起始性能.
通过仿真,证实了该算法充分利用到雷达所接收的跟踪目标的回波信息,通过预测波门的限定来完成航迹起始.由于预测波门可以有效的覆盖雷达探测目标的真实位置,因此可以获得较为准确的目标航迹起始概率,从而提高航迹起始的应用性能,并可以很好的应用在实际工程上.
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