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基于VTS雷达目标的IMM算法研究与实现
| 论文题名： | 基于VTS雷达目标的IMM算法研究与实现 |
| 关键词： | 雷达目标跟踪;船舶交通管理系统;机动目标;卡尔曼滤波;交互式多模型 |
| 摘要： | 雷达目标的跟踪技术研究是船舶交通管理系统（Vessel Traffic services，VTS）中的基本且重要的研究课题，而对船舶机动目标的跟踪是其难点所在，交互式多模型(Interacting Multiple Model，IMM)算法是一种较好的解决方案。因而对IMM算法的研究具有重大的理论及现实意义。本文以机动船舶为研究对象，以提高对机动目标的跟踪精度为目标，研究了VTS中的雷达目标的跟踪算法，并有针对性地对算法进行了可行性的改进。本文主要研究内容包括如下三个部分: 第一部分包括本文的第一章至第三章的内容，对目标跟踪技术的研究和发展做了简短回顾，对目标跟踪中的参数估计和滤波理论进行了概述，并分析了各滤波方法的适用范围和优缺点。然后介绍了目标跟踪中常用的目标运动模型，如常速度直线运动(CV)模型、常加速度运动(CA)模型、Singer模型、当前统计(CS)模型以及匀速率转弯(CT)模型，对模型的数学描述、公式推导以及应用特点等进行了总结与归纳。 第二部分为文中的第四章内容，深入研究了经典的IMM算法，对算法推导、算法步骤、概率更新等问题进行了研究，并仿真验证了IMM算法相比单模型算法有更好的跟踪效果，更能适应目标的不同机动状态。随后对引入转弯模型的IMM算法IMM-CV/CT做了研究及仿真，分析了算法的利与弊。 第三部分为文中的第五章内容，针对船舶运动的特点，结合当前统计模型，对前述的转弯模型进行适当的改进得到改进的IMM-CV/VA/CS-CT算法，并对CS-CT模型中的机动频率的自适应提出了一种改进估计方法，并提出对该模型采用不敏卡尔曼滤波器进行滤波处理，接着对改进得到的IMM-CV/ CS-CT算法和IMM-CV/CA/CT算法进行蒙特卡洛仿真比较，仿真结果表明，改进后的算法对船舶机动的跟踪精度明显提高，跟踪效果较好，这对工程应用有着一定的参考价值。 |
| 作者： | 王黎明 |
| 专业： | 电子与通信工程(通信与信息系统) |
| 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： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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