[发明专利]用于目标跟踪的距离方位滤波方法

权利要求书

1.一种用于目标跟踪的距离方位滤波方法，其特征在于包括：

步骤1、根据目标运动的回波数据判断目标做匀速运动或匀加速运动，建立系统模型，得到目标的状态方程和测量方程；

步骤2、进行坐标变换，将目标的位置参数投影到直角坐标系中的X、Y方向；

步骤3、对目标的初始状态和误差协方差进行初始化；

步骤4、在K-1时刻，通过系统模型对K时刻目标的状态进行预测，其K表示任一时刻；

步骤5、在K-1时刻，通过系统模型对误差协方差进行预测；

步骤6、得到距离正交方向位置、速度、加速度的平滑参数；

步骤7、得到X与Y方向的残差；

步骤8、引入常增益因子α、β、γ，计算得到滤波增益；

步骤9、计算得到K时刻目标的状态估计。

2.根据权利要求1所述的用于目标跟踪的距离方位滤波方法，其特征在于所述步骤1判断目标为匀速运动的情况下，建立CV模型，描述目标运动的状态X是两维向量，即其中x和分别为运动目标的位置向量和速度向量，则目标的状态方程为：

X(k+1)＝AX(k)+Cw(k)

其中w(k)为均值为零的高斯白噪声；

测量方程的表达式为：

y(k)＝DX(k)+v(k)

其中D＝[1 0]，v(k)为均值为零的高斯白噪声。

3.根据权利要求2所述的用于目标跟踪的距离方位滤波方法，其特征在于所述步骤2，进行坐标变换，将目标的相对距离R和方位角度θ投影到直角坐标系中的X、Y方向上：

预测的距离R：

将测量距离R投影到X、Y方向：

4.根据权利要求2所述的用于目标跟踪的距离方位滤波方法，其特征在于所述步骤3，状态变量初始值X_0|0，协方差矩阵P_0|0。

5.根据权利要求2所述的用于目标跟踪的距离方位滤波方法，其特征在于所述步骤4，目标做匀速运动，X、Y方向的一步预测值：

状态方程：

6.根据权利要求2所述的用于目标跟踪的距离方位滤波方法，其特征在于所述步骤5，一步预测协方差满足卡尔曼滤波器的预测误差公式：

式中Φ_K,K-1为状态转移矩阵，Γ_K,K-1为噪声输入矩阵，Q_K-1为过程噪声矩阵，P_K-1为估计误差的方差矩阵，且有：

对于二维的运动目标；

状态转移矩阵噪声输入矩阵.将各项代入上式得：

7.根据权利要求2所述的用于目标跟踪的距离方位滤波方法，其特征在于所述步骤6：

距离正交方向位置的平滑参数：

距离正交方向速度的平滑参数：

所述步骤7，得到X与Y方向的残差：

距离方向的残差：RESID_R＝R-(X_K×sinθ+Y_K×cosθ)

距离正交方向的残差：RESID_CR＝X_K×cosθ-Y_K×sinθ

距离方向的残差RESID_R以及距离正交方向的残差RESID_CR投影到X方向：

距离方向的残差RESID_R以及距离正交方向的残差RESID_CR投影到Y方向：

所述步骤8，引入常数因子α、β，计算得到滤波增益：

式中VAR是方位角测量值的方差；

所述步骤9，计算得到K时刻目标状态估计，通过α-β滤波计算得到滤波状态估计