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基于IMM的VTS雷达目标跟踪算法研究
| 论文题名： | 基于IMM的VTS雷达目标跟踪算法研究 |
| 关键词： | 船舶交通管理系统;交互式多模型算法;雷达目标跟踪;IMM算法;自适应算法 |
| 摘要： | 目标跟踪是指对来自目标的量测值进行处理，保持对目标当前状态的估计的过程。随着科学技术的发展以及目标机动性的不断增强，传统的单模型跟踪算法已经不能满足人们的需要。交互式多模型算法(Interacting Multiple Model，IMM)弥补了单模型的不足，适应于跟踪目标状态多变的运动。 雷达目标跟踪技术是船舶交通管理系统(Vessel Traffic Services，VTS)中重要的研究课题，而对船舶机动目标的跟踪是其中难点。与传统的跟踪算法相比较，IMM算法是良好的解决方案，具有重大的研究价值和现实意义。针对IMM算法中模型转移概率矩阵先验以及过程噪声固定不变的不足，根据模型概率的变化，提出了模型转移概率矩阵自适应算法和过程噪声自适应算法，对传统的IMM算法进行了改进，通过将改进后的算法与传统算法进行仿真后对比，证明了改进后的算法对船舶跟踪的精度更高。本文主要的研究内容分为以下三部分: 第一部分包含本文的第1至2章的内容。该部分首先回顾了目标跟踪技术的研究和发展现状，接着对目标跟踪常用的匀速、匀加速、匀速转弯等运动模型进行概述，然后对目标跟踪中常用的卡尔曼滤波、扩展卡尔曼滤波、不敏卡尔曼滤波等跟踪滤波算法进行介绍，并对算法的特点进行分析。 第二部分包含本文的第3章的内容。该部分对常见的多模型算法进行介绍。针对IMM算法中存在的不足，从模型转移概率和过程噪声两方面做出改进。最后通过仿真，将IMM算法与单模型算法进行比较，得出了IMM算法复杂运动情况下总体性能优于单模型的结论。接着，通过与传统的IMM算法进行仿真比较，结果表明改进后的IMM算法跟踪效果优于传统IMM算法。 第三部分包含本文的第4章的内容。本部分介绍了VTS系统的组成、架构、功能，给出了VTS雷达回波信号处理以及轨迹跟踪的流程。针对改进后的IMM算法，在Visual Studio2008平台上进行软件编程，实现了对VTS雷达目标的跟踪。 |
| 作者： | 张坤 |
| 专业： | 信息与通信工程 |
| 导师： | 庞福文 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连海事大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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