低信噪比扩展目标跟踪方法研究-电子与通信工程专业论文.docxVIP

TN82学校代码 分 类 号 TN82 10701 TN95 学 号 1202121477 密 级 公开 西安电子科技大学 硕士学位论文 低信噪比扩展目标跟踪方法研究 作者姓名： 孙存光 领 域： 电子与通信工程 学位类别： 工程硕士 学校导师姓名、职称： 企业导师姓名、职称： 杨志伟副教授 郭磊副研究员 提交日期： 2014 年 12 月 A Study on Extended Target Tracking Algorithms in the Environment of Low SNR A thesis submitted to XIDIAN UNIVERSITY in partial fulfillment of the requirements for the degree of Master in Electronics and Communication Engineering By Sun Cunguang Supervisor: Yang Zhiwei Guo Lei December 2014 西安电子科技大学 学位论文独创性（或创新性）声明 秉承学校严谨的学风和优良的科学道德，本人声明所呈交的论文是我个人在 导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标 注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成 果；也不包含为获得西安电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的 材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说 明并表示了谢意。 学位论文若有不实之处，本人承担一切法律责任。 本人签名： 日 期： 西安电子科技大学 关于论文使用授权的说明 本人完全了解西安电子科技大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究 生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属于西安电子科技大学。学校有权 保留送交论文的复印件，允许查阅、借阅论文；学校可以公布论文的全部或部分 内容，允许采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。同时本人保证，获得学位 后结合学位论文研究成果撰写的文章，署名单位为西安电子科技大学。 必威体育官网网址的学位论文在 年解密后适用本授权书。 本人签名： 导师签名： 日 期： 日 期： 摘要 摘要 西安电子科技大学硕士学位论文 西安电子科技大学硕士学位论文 I I PAGE PAGE IV 摘要 雷达数据处理的主要功能是完成对目标的跟踪。经典的目标跟踪算法以点目 标假设为前提，通过航迹起始、点航关联及状态滤波等操作来实现航迹处理，但 是随着雷达分辨率的不断提高，目标量测将会分布在多个分辨单元内，采用传统 的跟踪算法对扩展目标进行跟踪时会面临数据关联复杂度高及跟踪发散等难题， 有必要研究适用于扩展目标的跟踪方法。 本文首先介绍了点目标跟踪基础理论，包括经典的航迹起始算法、数据互联 算法及滤波算法。其中航迹起始算法主要有逻辑法和 Hough 变换法；数据关联算 法主要有最近邻域互联算法、强近邻域互联算法、概率数据互联算法以及联合概 率数据互联算法；滤波算法主要有卡尔曼滤波、扩展卡尔曼滤波、不敏卡尔曼滤 波以及交互式多模型滤波算法。结合仿真实验，对比分析了上述典型算法的性能。 然后对比研究了噪声背景下的两种点目标跟踪算法，其中一种是线性非高斯 系统中的序贯贝叶斯估计方法，该方法具有高斯和滤波算法的优点，并通过引入 模型阶数降低步骤解决了高斯和滤波算法模型阶数呈指数型增长的问题。接着重 点提出了一种基于轨迹增强的 IMM-TBD 算法，采用一组增强算子对目标轨迹进 行增强检测，并将该算子与交互多模型算法有效结合，从而解决了低信噪比情况 下高机动目标的跟踪问题。 最后对比研究了两种基于概率假设密度（PHD）的扩展目标跟踪算法，其中 一种算法基于随机有限集理论，该算法将扩展目标的量测集合建模为随机有限集， 适用于杂波背景下非邻近多目标的跟踪。另一种算法为基于随机矩阵的 PHD 滤波 方法，该算法将目标的扩展情况建模为随机矩阵，适用于杂波背景下邻近多目标 的跟踪。 关 键 词：目标跟踪，IMM-TBD，PHD，扩展目标 论文类型：应用基础技术 ABSTRAC ABSTRACT 西安电子科技大学硕士学位论文 西安电子科技大学硕士学位论文 III III PAGE PAGE IV ABSTRACT The main function of the radar data processing is to accomplish the target tracking. The traditional target tracking algorithms are based on the assumption that each t