[发明专利]一种基于变结构多模型的强机动目标跟踪方法

权利要求书

1.一种基于变结构多模型的强机动目标跟踪方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤一：利用目标飞行器的动力学特性构建动力学跟踪模型集，然后获取机动目标跟踪系统的状态方程集；

步骤二：建立系统测量模型，并根据建立的系统测量模型得到系统的测量方程和测量噪声；

步骤三：基于系统的状态方程集、系统的测量方程和测量噪声，对目标飞行器的运动状态以及气动参数进行递推估计；

所述步骤二中系统的测量方程和测量噪声的获取步骤具体为：

步骤二一：根据跟踪任务的需求建立探测坐标系，确定探测器和目标在探测坐标系下的位置矢量；

步骤二二：根据红外的探测原理，获取目标飞行器在探测器本体系下的三维位置坐标；

步骤二三：利用目标飞行器在探测器本体系下的三维位置坐标，对定位均方差展开分析，确定跟踪系统的测量方程和测量噪声；

所述步骤三中利用改进的变结构多模型算法对目标飞行器的运动状态以及气动参数进行递推估计；所述改进的变结构多模型算法具体步骤为：

第一步，输入交互：

M为模型全体的集合，i,j表示第i,j个模型，

其中，p_ij是模型i转移到j的转移概率，μ_i,j(k-1/k-1)为混合概率

第二步，滤波：

对模型M_j(k)以进行卡尔曼滤波，Φ_j为状态转移矩阵，预测为：

预测误差协方差为：

滤波为：

滤波协方差为：

观测方程估计，卡尔曼增益为：

第三步，模型概率更新：

Λ_j(k)＝N(r_j(k),0,S_j(k))，k时刻模式j的似然函数，定义了一个变量r_j(k)，均值为0，方差是S_j(k)的高斯分布；

第四步，输出交互：

第五步，模型集更新：

计算最大模型概率：

u_max＝max{u₁,u₂,u₃}

其对应的模型设为模型j，则距离函数为：

跟踪模型调整，类比于有向图切换的原理进行模型调整，

当u1_max时，若D₁(k)≥M，则

其中G₀为最小网格间距，k₁，k₂为可调参数，

若D₁(k)＜M，则按照有向图切换的方法进行模型更新，即

当u2_max时，若D₂(k)≥M，则

若D₂(k)＜M，则按照有向图切换的方法进行模型更新，即

当u3_max时，若D₃(k)≥M，则

若D₃(k)＜M，则按照有向图切换的方法进行模型更新，即

对于新激活模型的状态向量和协方差的初始化，采用上一时刻各模型的概率加权组合来进行初始化，即：