[发明专利]改进搜索策略的MM-PPHDF机动多目标跟踪方法在审
申请号: | 201510791331.6 | 申请日: | 2015-11-17 |
公开(公告)号: | CN105353352A | 公开(公告)日: | 2016-02-24 |
发明(设计)人: | 谭顺成;王国宏;吴巍;于洪波 | 申请(专利权)人: | 中国人民解放军海军航空工程学院 |
主分类号: | G01S7/02 | 分类号: | G01S7/02;G01S13/56;G01S13/66 |
代理公司: | 暂无信息 | 代理人: | 暂无信息 |
地址: | 264001 山东省*** | 国省代码: | 山东;37 |
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摘要: | 本发明公开了一种改进搜索策略的MM-PPHDF机动多目标跟踪方法,属于雷达数据处理领域。基于MM-PPHDF的机动多目标跟踪方法存在一个明显的缺陷,即当目标出现漏检时,重采样会造成粒子多样性的迅速退化,进而造成目标丢失的现象,因此该算法难以适应目标检测概率较低时的机动多目标跟踪。本发明提出的改进搜索策略的MM-PPHDF机动多目标跟踪方法立足于解决此类问题。本发明具有结构简单,计算快速,对强非线性非高斯系统具有良好的适应性等优点,实施例的实验仿真结果也表明本发明可以有效克服基于MM-PPHDF方法应用的局限性,因此本发明公开的改进搜索策略的MM-PPHDF机动多目标跟踪方法具有较强的工程应用价值和推广前景。 | ||
搜索关键词: | 改进 搜索 策略 mm pphdf 机动 多目标 跟踪 方法 | ||
【主权项】:
改进搜索策略的MM‑PPHDF机动多目标跟踪方法,其特征包括以下步骤:步骤1:变量初始化K是雷达关机时刻;T是雷达扫描周期;L0为代表1个目标的粒子数;D0为目标出现的初始分布;Jk为搜索新目标的粒子数;Sk表示搜索1个消失目标的粒子数;Lk为k时刻滤波器采用的粒子总数;γk为平均目标出现概率;PD为目标检测概率;λk为平均每帧的杂波个数;
为k时刻估计的目标个数;
是目标初始运动模式概率;∏m是目标运动模式概率转移矩阵;
为状态转移矩阵;Gk为过程噪声分布矩阵;Qk为过程噪声协方差;Rk为量测噪声协方差;步骤2:初始化粒子集,令k=0和
对任意p∈{1,2,…,L0}(1)根据目标初始运动模式概率
初始化目标运动模式变量
(2)从初始分布D0中采样粒子
其中
表示粒子代表的目标状态,包含了目标的位置
和速度
信息;(3)赋予粒子
权重
步骤3:令k=k+1,获得k时刻的雷达量测将雷达接收到的信号进行A/D变换,得到k时刻的雷达量测集
送雷达数据处理计算机,其中
表示k时刻雷达得到的第q个量测,包含了目标的距离量测
多普勒速度量测
以及方位量测
等信息,而Mk则表示k时刻雷达得到的量测个数;步骤4:已存在粒子集预测,若
直接转步骤5,否则对任意p∈{1,2,…,Lk‑1}(1)根据上一时刻的目标运动模式变量
和目标运动模式概率转移矩阵∏m预测当前时刻的目标运动模式变量
(2)根据
选择目标状态状态转移矩阵,其中![]()
对应于目标匀速直线运动![]()
对应于目标坐标转动,其中![]()
分别对应于顺时针坐标转动和逆时针坐标转动,αm>0是一个典型的机动加速度;(3)利用粒子
的状态进行一步预测![]()
得到粒子
其中![]()
为过程噪声分布矩阵,vk为过程噪声,其噪声协方差为Qk;(4)赋予粒子
权重![]()
步骤5:生成搜索新目标的粒子集,对任意p∈{Lk‑1+Ik+1,…,Lk‑1+Ik+Jk}(1)根据目标初始运动模式概率
初始化目标运动模式变量
(2)根据初始分布D0采样“新生”粒子
(3)赋予粒子
权重![]()
步骤6:生成消失目标预测粒子集(1)若k≤2,令Ik=0,直接转步骤7,否则定义集合![]()
其中,
表示k‑2时刻存在而k‑1时刻消失的第n个目标的状态,Ndis,k‑1表示消失的目标数;(2)若
令Ik=0,直接转步骤7,否则令Ik=Ndisk‑1Sk,对任意
根据估计的目标运动模式
和相应的状态转移方程进行一步预测![]()
(3)对任意n∈{1,2,…,Ndis,k‑1}和任意p∈{Lk‑1+(n‑1)Sk+1,…,Lk‑1+nSk},令![]()
利用
进行一步预测![]()
得到粒子
并赋予该粒子权重
步骤7:更新对任意p∈{1,2,…,Lk‑1+Ik+Jk},利用量测集Zk对粒子权重进行更新![]()
其中![]()
![]()
gk(z|x)为量测似然函数;步骤8:重采样(1)计算所有粒子的权重和![]()
(2)对粒子集
进行重采样,得到新的粒子集![]()
其中![]()
Round(x)表示取与x最接近的整数;步骤9:目标状态和运动模式估计(1)若
直接转步骤10,否则采用聚类分析的方法将粒子集
划分为
个类![]()
其中![]()
Lk,n表示第n个类包含的粒子数,满足![]()
(2)估计目标状态![]()
(3)估计目标的运动模式![]()
其中函数
表示集合
中元素m的个数;步骤10:重复步骤3~步骤8,直至雷达关机。
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