自适应跟踪算法设计+文献综述(2)
致 谢 36
参考文献37
1 绪论
1．1 研究背景
1．2 国内外发展现状
1．3 本文主要研究及结构
第二章介绍目标跟踪的基本概念，包括目标雷达系统中坐标系的选取，最常使用的几种机动目标模型，探讨了几种占据主要地位的跟踪滤波方法，例如文纳滤波，加权最小二乘滤波；尤其最后一节所提到的卡尔曼滤波。作为目标跟踪的最经典方法，本文第三章将详细介绍卡尔曼滤波的基本算法、性质，和在卡尔曼基础上发展出的其他算法。第四章研究机动目标跟踪自适应滤波，简单地介绍了CV常速运动模型和CA常加速运动模型，以及对它们使用滤波算法的基本思路。第五章将编写matlab代码，用卡尔曼滤波函数对机动目标的进行仿真，包括CA和CV模型。特别要提到的是，本文在此基础上提出了目标模型切换算法。详细说明该算法后，根据仿真结果对算法性能进行比较、改进。最后，给出相关结论。
2 目标跟踪滤波原理与方法
第一章已经说过，所谓雷达跟踪滤波的步骤，第一步是获得目标运动状态信息，接着对下一时刻的状态采取预测处理；第二步是在此预测状态信息——例如估计所得某轴上的位置、速度和加速度——的基础上将目标的运动轨迹构建起来，并且根据轨迹判断目标运动的状态以及是否发生机动、机动的大小等。当今的跟踪工程中，人们运用了多种多样的滤波方法，但是在进行目标跟踪时，仍然不能忽视多种因素的影响。比如目标特性、目标先验知识、可以用来预测滤波的目标观测信息、对跟踪的性能提出的要求等等，从而选择最适合的目标模型还有与模型相应的滤波方法对目标进行跟踪。
2．1 跟踪坐标系选择
下述数学模型在很大程度上会影响跟踪滤波器的设计，
（1）雷达系统的探测器所测得的量测（观测）值；
（2）系统所跟踪的目标的运动状态。
所采用的坐标系体制不同，滤波器的设计也不同，所以说很大程度上，这两种模型与坐标系之间是依赖关系；而目标跟踪中，既要保证能在有限的计算时间内得到滤波结果，避免时间延迟对系统的影响，又要保证系统跟踪性能可靠精确，因此，必须有理由地选择一个合适的坐标系，使得两个互相矛盾的要求能够同时被满足。以下是几种常见的坐标系：
1）惯性坐标系
以地球球心为原点，在该点上取出方向不同三个坐标轴，使得它们彼此呈90度，即垂直；接下来将它们分别定义为 轴，而且每个轴应设定一个自己所指向的恒天体，使得该指向为轴向。在某些特别的情况下，只要坐标轴选取过程所考虑的问题不超过设计范围，可令地面或海平面上合适的某点作为原点，此时选择的三个坐标仍须彼此呈90度，各个轴的指向根据具体情况不同设定为不同方向。
2）地理坐标系
NED坐标系是它的一个简称。令载机的质心作为原点，将地理上指南针的指北方向为N；与地球自转向（东）相切的方向为E；从载机到地面做一条垂线，并且向下指向地心的方向，将此垂线设为D。不考虑建立在北极附近坐标系的情况下，NED坐标系几乎可以认为是一个惯性坐标系。之所以能这样做，是因为即使载机发生移动，总体上来看所造成的变化都很小，在各轴方向上的变化可以不考虑在算法内。
3）载机坐标系
此坐标系通常也叫做观测器坐标系，更一般地称作机体坐标系。与地理坐标系相同之处是仍然设定原点在载机质心处为，不同点是：此时设定载机纵轴向的机头为正，X轴是左侧机翼正向，Y轴为右侧机翼的正向，最后根据右手螺旋设定确定Z轴指向，一般指向机身下方。