基于当前模型自适应改进的航迹跟踪算法

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无人机航迹规划算法设计与优化

无人机航迹规划算法设计与优化无人机航迹规划算法是无人机飞行控制中的重要组成部分，它决定了无人机的飞行路径和航迹规划，对于无人机的任务完成和飞行安全至关重要。

本文将介绍无人机航迹规划算法的设计与优化方法，以提高无人机的飞行效率和任务成功率。

一、无人机航迹规划算法设计1. 环境感知与路径选择无人机在飞行过程中需要实时感知周围环境，包括地形、建筑物、障碍物等信息。

根据感知结果，选择合适的航迹路径，避开障碍物，保证飞行安全。

常用的环境感知技术包括传感器、摄像头、激光雷达等，利用这些技术可以获取到周围环境的高精度信息，为航迹规划提供准确的输入数据。

2. 航迹生成与路径规划航迹生成是指根据任务需求和环境限制，生成一条合理的航迹路径。

常用的航迹生成方法有基于路径规划的方法和基于优化的方法。

路径规划方法通过将飞行区域划分为一系列离散的网格，通过搜索算法找到一条最优路径。

优化方法则通过数学模型和优化算法，将航迹规划问题转化为数学优化问题，找到最优的航迹路径。

3. 动态航迹跟踪无人机需要实时跟踪航迹，保持飞行稳定和精确性。

动态航迹跟踪算法将航迹规划与无人机姿态控制相结合，通过调整无人机的姿态和控制输入，使其跟踪目标航迹。

常用的动态航迹跟踪算法包括PID控制、模型预测控制等。

二、无人机航迹规划算法优化1. 多目标优化无人机的航迹规划涉及到多个目标，如最短路径、最低能耗、最小风险等。

优化算法需要综合考虑这些目标，并给出一个平衡的解。

常用的多目标优化算法有遗传算法、蚁群算法等，它们可以通过适应度函数、约束条件等方法，找到一系列满足多个目标的最优解。

2. 仿真与验证为了验证航迹规划算法的效果和正确性，可以利用仿真平台进行仿真和验证。

通过在仿真环境中模拟无人机的飞行过程，评估航迹规划算法的性能和稳定性。

仿真可以减少实际飞行过程中的风险和成本，并提供大量的数据和结果进行分析和优化。

3. 环境适应性无人机航迹规划算法需要适应不同的环境和任务需求。

基于机器学习的船舶目标检测与跟踪系统

基于机器学习的船舶目标检测与跟踪系统近年来，随着船舶运输的增加，船舶目标检测与跟踪成为了海洋领域关注的焦点之一。

为了提高海洋安全性和实时监测能力，许多研究人员借助机器学习技术开发了基于机器学习的船舶目标检测与跟踪系统。

本文将介绍这一系统的基本原理、应用场景和未来发展趋势。

一、基本原理基于机器学习的船舶目标检测与跟踪系统利用计算机视觉和深度学习技术，通过对船舶图像或视频进行分析和处理，实现对船舶目标的自动检测和跟踪。

首先，系统需要获取高质量的船舶图像或视频。

可以通过海洋监控摄像头、卫星图像或无人机拍摄的影像等方式获取。

其次，利用深度学习技术，通过构建卷积神经网络（CNN）等模型，对船舶图像进行特征提取和分类。

这样可以识别船舶目标，并将其与其他物体进行区分。

然后，系统需要进行船舶目标的跟踪。

这可以通过追踪算法来实现。

一种常见的方法是基于卡尔曼滤波器的跟踪算法。

该算法通过预测船舶的位置和速度，然后根据实际观测值进行更新，实现对船舶目标的连续跟踪。

最后，系统可以通过图像或视频显示器将检测和跟踪的结果输出，提供给用户进行分析和决策。

二、应用场景基于机器学习的船舶目标检测与跟踪系统在海洋领域有着广泛的应用场景。

首先，该系统可以用于海洋交通管理。

通过在港口、航道或重要水域部署监控摄像头，能够实时监测船舶的位置、航向和速度等信息，及时发现问题和进行干预管理。

其次，该系统可以应用于海上救援。

在突发事件发生时，如海难或灾害事故，通过船舶目标的检测与跟踪，可以及时发现受困船只并提供准确的位置信息，有助于救援行动的快速部署。

另外，该系统还可以用于海洋资源调查。

通过船舶目标的检测与跟踪，可以实时获取船舶的类型、规模和载货情况等信息，有助于进行海洋资源管理和决策。

三、未来发展趋势基于机器学习的船舶目标检测与跟踪系统在未来将面临以下发展趋势：首先，随着深度学习技术的不断发展和算法的优化，系统的准确性和鲁棒性将进一步提升。

能够应对复杂的海洋环境和船舶目标。

无人机航迹规划群智能优化算法综述

无人机航迹规划群智能优化算法综述1. 引言1.1 研究背景当前，关于无人机航迹规划和群智能优化算法的研究还处于起步阶段，但已经取得了一些重要的研究成果。

在这样的背景下，对无人机航迹规划群智能优化算法进行综述和总结，有助于深入了解该领域的研究现状、优化算法的应用以及未来的发展方向。

1.2 研究意义无人机航迹规划在现代社会中具有重要的意义。

随着无人机技术的飞速发展，无人机在农业、环境监测、搜索救援、物流配送等领域的应用日益广泛。

而无人机航迹规划作为无人机飞行路径的设计和优化，直接影响到无人机的飞行效率、能耗和安全性。

对无人机航迹规划的研究具有重要的意义。

深入研究无人机航迹规划群智能优化算法对于推动无人机技术的发展，提高无人机飞行效率和安全性具有重要的意义。

通过对无人机航迹规划群智能优化算法的综述和研究，可以为无人机航迹规划的实际应用提供有益的借鉴和指导。

1.3 研究现状当前，无人机技术正处于飞速发展的阶段，无人机航迹规划作为无人机系统中的重要组成部分，受到了广泛的关注和研究。

目前，无人机航迹规划算法涵盖了多种方法和技术，如基于优化算法的航迹规划、基于规划算法的航迹跟踪等。

研究者们不断探索新的航迹规划算法，以提高无人机的飞行效率和安全性。

在实际应用中，无人机航迹规划还存在一些挑战，如复杂环境下的路径规划、动态障碍物避障、多无人机协同飞行等问题，这需要研究者们进一步探究和改进。

如何通过优化算法提高无人机航迹规划的效率和精度，成为了当前研究的重点之一。

当前无人机航迹规划领域的研究现状还比较初级，尚存在许多待解决的问题和挑战。

通过对群智能优化算法的深入研究和应用，有望为无人机航迹规划带来新的突破和发展，更好地实现无人机的智能化飞行。

2. 正文2.1 无人机航迹规划算法综述无人机航迹规划算法是指无人机在执行任务时，根据任务需求和环境要素，通过计算机程序确定最佳航迹，以达到最优飞行效果的过程。

无人机航迹规划算法的研究对于提高无人机效率、降低能耗、增强任务执行能力具有重要意义。

飞行器航迹规划技术研究及优化算法设计

飞行器航迹规划技术研究及优化算法设计近年来，飞行器航迹规划技术的研究和优化算法设计取得了重大进展。

在飞行器的控制和导航中，航迹规划是一个至关重要的环节。

因此，如何进行航迹规划以实现安全、高效、准确和节能的飞行成为全球学术界和工业界共同关注的热点问题。

本文将从研究现状、方法分析和进一步的研究方向等方面进行阐述，以期对该领域的发展有所帮助。

一、研究现状航迹规划是指规划一种优化的路径来使得飞行器按照规划的路径进行运动。

这些路径必须满足多方面的要求，包括安全、节能、准确和高效等方面的要求。

近年来，随着计算机技术和优化算法的快速发展，航迹规划技术得到了极大的提升。

当前主要的研究方向包括：1. 基于模型预测控制的航迹规划：该方法主要是基于经典的模型预测控制理论，将所需要的航迹进行优化，最终得到一条准确性更高、安全性更好的航迹。

这种方法的主要缺点是计算速度慢，不适合实时应用。

2. 基于自适应实时优化的航迹规划：该方法主要是根据飞行器目前的状态实时地进行航迹变化，以便更好地适应不同的飞行环境。

这种方法的主要优点是计算速度快，适合相对实时的应用。

3. 基于遗传算法和人工神经网络的航迹规划：这种方法主要依靠遗传算法和人工神经网络对航迹进行优化，以达到最佳的效果。

这种方法的优势在于可以适应各种不同的飞行环境，但缺点在于计算速度慢，使用难度较大。

总体而言，目前航迹规划技术的研究取得了重大进展，但是依然存在着一定程度的局限性和问题。

进一步的研究和创新依然是必要的。

二、方法分析针对航迹规划技术的局限性和问题，需要进一步探讨可行的解决方法。

当前主要的方法包括：1. 基于深度学习和优化算法的航迹规划：深度学习是人工智能领域最热门的技术之一，可以用于提高对飞行器监控数据的分析和识别，以便更准确地进行航迹规划。

同时，引入优化算法可以增强航迹规划的效率和效果。

2. 基于有限状态机的航迹规划：有限状态机是控制系统中的一种基本抽象模型，可以用于描述和识别多种不同的飞行状态。

基于改进MHT的卫星电子信息舰船目标跟踪

基于改进MHT的卫星电子信息舰船目标跟踪刘勇;姚力波;修建娟;熊伟;周智敏【摘要】针对电子侦察卫星的重访时间较长且随机、舰船目标运动模型难于精确建立、数据杂波干扰强、多辐射源扩展目标跟踪等问题,结合卫星得到的辐射源特征参数提出了基于多假设跟踪(multiple hypothesis tracking,MHT)改进的舰船目标跟踪算法.首先分析了卫星电子信息舰船目标跟踪的特点;在没有辐射源类别与个数等先验知识的情况下,利用辐射源位置和载频等信息进行了两次聚类,实现了数据压缩以及杂波抑制;再在MHT的框架上利用目标运动状态信息结合辐射源的载频特征信息实现了多目标多辐射源的边跟踪边参数估计.仿真对比实验结果表明,结合辐射源特征信息的方法具有更好的跟踪性能,具有较高的跟踪精确性与稳健性.%Aiming at the problems of the long and random revisit time of electronic reconnaissance satellites, difficulties of establishing ship target''s motion model accurately, strong clutter interference, extended target tracking of multi-emitters and other issues, a novel ship target tracking algorithm is proposed based on the improved multiple hypothesis tracking (MHT).Firstly, the characteristics of the satellite electronic information for ship target tracking are analyzed.Under the condition that there is no prior knowledge of the class and number of the emitters, data compression and clutter removal are achieved after two clustering by using the information of position and carrier frequency of the emitter.And then tracking and parameter estimation of multi-target with multi-emitter are completed by using the information of target motion state combined with carrier frequency characteristic information of the emitter based on the MHTframe.The simulation results show that proposed method has better tracking performance with high tracking accuracy and robustness.【期刊名称】《系统工程与电子技术》【年(卷),期】2017(039)006【总页数】8页(P1189-1196)【关键词】电子侦察卫星;辐射源信息;扩展目标跟踪;聚类;多假设跟踪【作者】刘勇;姚力波;修建娟;熊伟;周智敏【作者单位】国防科学技术大学电子科学与工程学院, 湖南长沙 410073;海军航空工程学院信息融合研究所, 山东烟台 264001;海军航空工程学院信息融合研究所, 山东烟台 264001;海军航空工程学院信息融合研究所, 山东烟台 264001;国防科学技术大学电子科学与工程学院, 湖南长沙 410073【正文语种】中文【中图分类】TP391海上目标监视主要是舰船目标的监视,它具有重要的军事和民用意义。

基于当前统计模型的目标跟踪改进算法仿真分析

在机动目标状态估计中，由于机动目标模型一般论上该残差符合零均值的正态分布。如果目标状态发生突变，残差会变大，均方值会偏离理论值，残差其若特征出现偏离，为目标的机动频率发生改变，认应
关键词：目标跟踪；当前统计模型；动频率；速度方差；尔曼滤波机加卡中图分类号：Ｎ５Ｔ９３文献标志码：Ａ文章编号：０９— ４１２１）１— ０４一４１０００（０２００２ｏ
Ｔｈｉｌｔｎａａｙｉｆｉｒｖｄｔｒｅｒｃｉｇａｇｒｔｍｓｅｓｍｕａｉｎｌｓｓｏｍｐｏｅａｇｔｔａｋｎｌｏｉｏｈ
ｃｒｅｔｓａｉｔａｍｏｅ，ｅｕｒｎｔｔｓｉｌｃｄｌｔｍｅｏｓｏｄｐｎｅｔｃｎｌｇｅｏｅａｃｌｒｔｎａｉＩｅｎｄｔｅｈｈｔｄａｏｔｇｔｅｈｏｏｉｓｆｔｃｅｅａｉｖｒａｉａｆｉｈｈｏｃｈａａｔｅｍａｅｖｒｎｅｕｎｙｔｅｌｅｔｅａｃｒｔａｇｔｔｃｉｇｕｄｒａｙｍａｅｖｒｂｅｃｒｕｔｎｅｄｐｖｎｕｅｇｆｑｅｃｏｒａｉｃｕａｅｔｒｅｒｋｎｎｅｎｎｕｅａｌｉｃｍｓａｃｓｉｉｒｚｈａａｅｐｏｏｅ．ｈｒｃｉｇｐｒｏｍａｃｓｏｅｔｔｏｓａｅｃｍｐｒｄｗｔｏｅｏｅｃｎｅｔｎｌｒｒｐｓｄＴｅｔｋｎｅｒｎｅｆｔｗｏｍｅｈｌｏａｅｉｔｓｔｏｖｎｉａａｆｈｄｈｈｆｈｏｅｈｄｈｏｇｔｅｏｕｅｓｍｕａｉｎ．ｗｈｃｉｄｃｔｔａｔｅｍｒｖｄｌｏｔｍｓｒｏｂｔｒｍｔｏｔｒｕｈｈｃｍｐｔｒｉｌｔｏｉｈｎｉａｅｈｔｈｉｏｅａｇｒｈａｅｆｐｉｅｔｅａａｔｂｌｙｄｐａｉｉ．ｔ

一种空中目标航迹的自适应跟踪算法

一种空中目标航迹的自适应跟踪算法贺成龙;秦洪;于永生【摘要】采用最小二乘法估计速度和加速度,通过引入机动检测,动态调整有限记忆的点数,在速度估计上,既保证直飞段的平稳,又减小转弯段的滞后,从而实现空中目标航迹自适应跟踪.对位置采用一步滤波估计,在位置滤波上,提出一种由状态信息进行滚转角预测的方法,并将滚转角引入到卡尔曼滤波参数的自适应修正上.仿真结果表明,采用该方法既能使直飞段很好地维持航迹平稳,又能在转弯段实现目标的快速跟踪.【期刊名称】《深圳大学学报（理工版）》【年(卷),期】2014(031)004【总页数】6页(P361-366)【关键词】信号与信息处理;空中目标;目标跟踪;自适应跟踪;机动检测;滚转角预测;卡尔曼滤波【作者】贺成龙;秦洪;于永生【作者单位】信息系统工程重点实验室,南京210007;信息系统工程重点实验室,南京210007;信息系统工程重点实验室,南京210007【正文语种】中文【中图分类】TP391雷达目标的滤波跟踪算法以目标运动模型为前提，既要保证目标直飞时的航迹平滑，又要实现机动转弯时的快速跟踪.然而，理论运动模型与实际运动模型之间常存在较大差别［1-3］，雷达观测数据亦有测量误差，所以，如何由观测数据估计理论模型的未知参数，以期更好地解决模型与实际系统的精确匹配，是一个值得深入研究的问题.此外，目标的运动状态是时变的，如何校正滤波器增益，达到自适应滤波［4-7］，实现机动目标的平滑快速准确跟踪也是一个研究难点.为改进传统机动目标跟踪方法，本研究提出基于动态有限记忆预测的自适应卡尔曼滤波算法，其速度和加速度的估计采用动态有限记忆测量点的预测，位置则采用一步滤波估计.采用此方式，速度和加速度的估计更贴近工程现实，减小了雷达随机测量误差的波动对速度的估计和影响，而在位置滤波环节，卡尔曼滤波算法的输入扰动与观测噪声则根据目标的运动状态，以及雷达性能参数等进行实时修正，从而达到机动目标的自适应跟踪.这样既能很好地保持直飞时的航迹平滑，又能实现机动转弯时的快速跟踪.1 自适应跟踪策略目标运动可看作一个多维时变系统，采用经典卡尔曼滤波方式对目标进行跟踪，其k时刻的离散变量的运动状态方程为其中，x为n维状态变量;A为n×n阶增益矩阵;B为n×l阶控制输入u的增益矩阵;随机信号w为过程噪声矩阵，表示u的不确定性A将上一时刻k-1的状态线性映射到当前时刻k的状态，B为k-1时刻输入映射，B-1w可视为输入的不确定性.定义m维观测变量z，得量测方程其中，H为状态变量到观测值的增益，是一个m×n阶矩阵;随机信号v为观测噪声矩阵，表示z的不确定性.假设w和v相互独立，其正态分布的白噪声分别为其中，Q为输入噪声的协方差;R为观测噪声的协方差.图1 雷达目标自适应跟踪框架Fig.1 Adaptive tracking framework of target采用卡尔曼滤波的基本方程为其中，下标k表示第k时刻;k-1表示前一时刻;Pk是k时刻的协方差矩阵;为状态x 的最优估计量;Ⅰ是单位阵;Kk为k时刻的卡尔曼增益.此问题中，P的初值选取并不重要，经迭代后将会收敛，Pk，k-1是P由k-1时刻转换到k时刻的中间变量.实时雷达目标跟踪时，采用卡尔曼滤波的难点在于:①目标状态信息的确定.由于雷达一般不能提供速度信息，目标速度和加速度需根据位置信息通过二次计算得到，而雷达随机测量误差又导致位置信息波动较大，严重影响速度和加速度的估计质量;②噪声的确定.观测噪声v不仅与雷达探测精度有关，且与目标到雷达站的距离有关，输入不确定性w直接反映了输入预测u的准确度，与目标的运动状态有较大关系，目标做机动转弯时，u明显滞后，w将大增.为此，本研究提出一种自适应的卡尔曼滤波跟踪算法，用目标的有限记忆测量点来预测目标运动的状态信息，并采用一步滤波计算位置.根据最新测量信息和雷达性能参数修正R，并将修正后的R值引入机动检测环节，用以判定目标运动状态，实现动态调整速度和加速度的估计策略;同时，根据目标机动状态实时修正Q值，达到快速跟踪目标的目的.算法框架如图1.其中，自适应处理策略包括:①通过机动检测，判定目标运动的机动状态，动态估计速度和加速度，保证直飞段目标速度和加速度估计平滑，转弯段目标速度和加速度更贴近当前真实值，减小滞后;② 根据机动检测估计目标转弯坡度，引入滚转角反馈来实时调整Q，实现转弯的快速跟踪.2 动态有限记忆的速度与加速度估计为避免因雷达随机测量误差的波动导致速度和航向估计变化过大，通常采用有限记忆的5～7点来进行平滑计算，而非仅选用最近2点.另外，点数的选取上还需考虑目标的运动状态，若目标处于转弯机动时，选取点数应相应减少，贴近目标当前机动状态，减小了速度与加速度估计的滞后.为便于速度估计，假定目标作匀速直线运动，真实航迹用一阶多项式表示，即其中，x为t时刻的位移;x0为初始位置;Vx为目标在x处的移动速度;t为时间，可用最小二乘法求解［8］.位置方程为这里，n为点数;在估计速度时，默认目标在当前有限记忆的几个周期里是匀速运动的，最小二乘估计的速度被认为是目标当前的最新速度，则平均加速度可通过计算最近两次的速度变化率得到，即在探测目标的过程中，信息获取的时间间隔T通常是相同的，设出现第1次信息的时间为0，即t1=0，则t2=T，t3=2T，ti=(i-1)T，tn=(n-1)T.把ti=(i-1)T代入式(13)和式(14)，得其中，预测速度的方差为其中，σ2xi为x轴坐标的测量精度.那么x轴方向上的加速度估计方差为同理，可得y轴方向的加速度估计方差为从方差的取值可见，速度和加速度的计算精度与坐标测量精度σx成正比，与测量次数n相关，n越大，ηV就越小，速度与加速度的估计方差越小，即精度越高，但是n取值越大，涉及历史测量信息越多，估计越滞后，直飞影响较小，当目标处于高机动时，反而会导致估计偏差较大.因此，有必要引入机动检测环节，若检测到目标正在进行机动，则适当减小有限记忆点数.3 机动检测机动目标跟踪时，判定目标是否进行机动是非常关键的，工程上多采用状态门限判定的方法［9-10］.本研究提出一种滚转角预测的方法，通过利用目标速度与加速度的向量关系，以及飞机协调转弯的特性，近似地求解目标的滚转角度.由飞行力学可知，现代飞机通过滚转实现转弯.飞机协调转弯时的受力分析见图2［11］.其中，L为升力;G为重力;φ为滚转角.飞机左滚则左转，右滚则右转，滚转角越大，转弯机动越强烈.图2 飞机转弯受力分析Fig.2 Stress analysis when aircraft turning协调转弯时，在垂直方向上升力的分力与重力平衡，保持飞机在水平面内飞行，升力的水平分力提供了转弯的向心力F［11］，飞机以恒定的转弯角速度在水平面内作圆周运动，则有其中，m为飞机质量;g为重力加速度;V为速度的大小.通过联立式(23)和式(24)，可得定义向量 a=［ax，ay］，V=［Vx，Vy］，可得加速度与速度的夹角余弦，为将加速度分解到与速度垂直的方向，可近似求得向心力大小为将式(23)和式(24)代入式(27)，得解得滚转角为综上可见，飞机的滚转角度仅与速度和加速度相关，通过计算，可近似得到目标转弯时的滚转角度，滚转角越大，表明转弯越剧烈.判定当前目标是否处于机动，可预设滚转角门限，滚转角若超过该门限值，即认为目标处于机动状态.4 滤波参数设计设置目标的状态向量x=［x，˙x，y，˙y］T，观测向量z=［x，y］T，输入u=［ax，ay］T，雷达采样周期为T，状态方程各参数可描述为滤波参数的选取直接影响位置滤波的效果，观测噪声R主要是由于雷达观测的随机误差造成，可由目标与雷达的距离，以及雷达测量精度确定，而过程激励噪声Q，通常是难以确定的，其值是输入不确定性高低的一个反映.4.1 噪声协方差矩阵的确定在目标跟踪问题中，采用直角坐标系的优点在于滤波和外推过程可在线性动态模型上实现.而雷达测量是在极坐标系中完成的，因此采用直角坐标系不可避免地存在量测误差的耦合，考虑二维坐标，测量距离为ρ，方位角为θ，跟踪在X-Y直角坐标系中完成，量测形式为量测的噪声协方差矩阵为其中，这里，和σ2θ分别表示距离和方位角量测方差，当θ不为nπ/2时，σ2xy≠0，表明量测存在耦合.从卡尔曼滤波方程可知，R越小，测量变量zk的权重越来越大，而zk的预测Qxk的权重越来越小.4.2 输入扰动不确定性的计算Q表示输入扰动的不确定性，通常难以被确定的［12］，若输入为加速度，则Q 的表达式与加速度估计方差相关，即其中，加速度估计方差的取值见式(21)和式(22).目标转弯机动时，加速度估计有明显滞后，且不准确程度明显加大，式(39)并未反映此情况，因此需将滚转角反馈引入Q的计算，如图3.新的加速度估计方差σ2anew由原加速度方差σ2a和滚转角修正量组成，当目标滚转机动时，通过引入滚转角反馈增加目标的输入不确定性，反馈增益Kφ的大小代表滚转角对加速度估计不确定性的影响程度，其取值可通过先尝试选取，再进行仿真验证.图3 引入滚转角反馈的加速度方差计算示意图Fig.3 Variance calculation after introduced roll angle acceleration feedbackQ的增加，实际上使先验估计误差协方差Pk增大，测量变量zk的权重增加.zk的预测Hxk的权重减小，有助于转弯段的快速跟踪.5 仿真结果以某雷达探测点迹数据进行仿真验证，分别取直飞段和转弯段的两段航迹如图4和图5.图4为直飞段仿真航迹，图中两处标注的虚线框区域，较好地表现出滤波航迹有效地抑制了观测噪声，较平稳地按预测的方向飞行.图5中将本研究算法与常规调节滤波参数、交互式多模型 (interacting multiple model，IMM)航迹滤波跟踪方法进行航迹跟踪对比，虚线框标注了目标转弯的快速跟踪，算法能有效检测到转弯，进行快速跟踪，最大转弯偏差为约1 km，IMM交互多模型滤波跟踪，最大转弯偏差约为1.3 km，常规调节滤波参数方法最大转弯偏差约为2.2 km.图4 直飞段雷达航迹与滤波航迹Fig.4 (Color online)Radar measured trackand filtered track in straight flight图5 转弯段雷达航迹与滤波航迹Fig.5 (Color online)Radar measured trackand filtered track in turning flight本算法通过滚转角预测，能较好地识别转弯机动，同时采用增益反馈参数调节滤波跟踪参数，对Q的补偿量随滚转角渐进变化，连续性较佳，且航迹转弯平滑.常规调节滤波参数的航迹跟踪算法，多采用机动门限判别，弱机动检测能力差，超过门限时会重新调整滤波参数，令滤波参数变化的连续性变差，使航迹容易出现急转现，最大转弯偏差也要大于该算法.采用IMM交互多模型的航迹滤波整体性能与本文的自适应跟踪算法基本相当，在目标转弯时，由于本算法在动态有限记忆的速度和加速度估计环节上调整了航迹点数，减少了估计滞后，转弯半径略小于IMM交互多模型算法.结语通过引入机动检测技术，实现自适应地估计动态有限记忆的速度与加速度，该方法既保证了直飞段速度的平稳，又减小了转弯段的滞后.在位置滤波上，尝试由状态信息进行滚转角预测，并将滚转角引入到滤波参数的自适应修正上，其反馈增益的具体表达式则有待进一步研究.参考文献 /References:［1］ Sinha A，Kirubarajan T，Bar-Shalom Y.Application of the Kalman-levy filter for tracking maneuvering targets［J］.IEEE Transactions onAerospace and Elecrtonic Systems，2007，43(3):1099-1107.［2］ Lu Zhang，van der Maaten L J P.Preserving structure in model-free tracking［C］//IEEE Transactions on Pattern Analysis and MachineIntelligence. ［S.l.］:IEEE Press，2014，36(4):756-769.［3］ Hu Keli，Zhang Xing，Gu Yuzhang，et al.Fusing target information from multiple views for robust visual tracking［J］.IET Computer Vision，2014，8(2):86-97.［4］ Hanlon P D，Maybeck P S.Multiple-model adaptive estimation using a 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基于聚类分析的雷达航迹跟踪数据关联算法

基于聚类分析的雷达航迹跟踪数据关联算法雷达航迹跟踪是指通过雷达系统获取目标航迹数据，并对目标进行跟踪和预测。

为了提高雷达航迹跟踪的准确性和可靠性，可以使用基于聚类分析的关联算法。

基于聚类分析的雷达航迹跟踪数据关联算法首先会对雷达航迹数据进行聚类，将相似的航迹点归为一类。

聚类分析基于数据点之间的相似性进行分类，目标是找到可以将数据点划分为不同组别的聚类中心。

常用的聚类算法包括K-means算法、DBSCAN算法等。

在雷达航迹跟踪中，聚类分析可以识别具有相同飞行模式的目标。

例如，在一段时间内，来自同一飞机的航迹点趋于聚集，而来自不同飞机的航迹点可能分散在不同的区域。

通过将相似的航迹点聚类在一起，可以识别出同一航班的航迹点，从而实现雷达航迹的跟踪和关联。

聚类分析的关联算法可以通过以下步骤实现：1.数据预处理：将原始雷达航迹数据进行预处理，包括去除异常值、平滑航迹数据等。

2.聚类分析：使用聚类算法对预处理后的雷达航迹数据进行聚类。

根据问题的需求和数据特点选择合适的聚类算法，并设置合适的参数。

3.聚类评估：评估聚类结果的质量，包括内部评估和外部评估。

内部评估使用聚类结果内部的统计指标来评估聚类的紧密度和分散度。

外部评估使用外部信息来评估聚类结果的正确性，例如与实际目标航迹进行对比。

4.跟踪关联：根据聚类结果进行目标跟踪的关联。

将同一航班的航迹点关联在一起，并更新目标的预测位置。

5.跟踪预测：基于聚类分析的关联结果，进行目标的位置预测。

根据目标的历史位置和速度信息，使用预测算法对目标的未来位置进行预测。

6.更新关联：在每个时间步骤中，根据更新的雷达航迹数据和预测的目标位置，重新进行聚类分析和关联，保持目标航迹跟踪的准确性和实时性。

基于聚类分析的雷达航迹跟踪数据关联算法可以提高雷达航迹跟踪的准确性和可靠性。

通过将相似的航迹点聚类在一起，可以实现航迹的关联和预测，从而提供更准确的航迹跟踪结果。

同时，该算法可以根据目标的飞行模式进行自适应的聚类和关联，适用于不同类型的目标跟踪任务。

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Байду номын сангаас
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ａ叶技２０１７年第３０卷第９期
ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＳｃｉ．＆Ｔｅｃｈ．／Ｓｅｐ．１５．２０１７
协议
・算法及仿真
ｄｏｉ：１０．１６１８０／ｊ．ｃｎｋｉ．ｉｓｓｎｌ００７—７８２０．２０１７．０９．０３２
ＡｂｓｔｒａｃｔＩｎｔｈｅｃａｓｅｏｆｔｈｅｓｔｒｏｎｇｍａｎｅｕｖｅｒｓｕｃｈａｓｔｕｒｎｉｎｇａｎｄａｃｃｅｌｅｒａｔｉｎｇ，ｔｈｅｔｒａｃｋｉｎｇｆｕｓｉｏｎａｃｃｕｒａｃｙｏｆ
法的有效性。关键词航迹融合； “当前” 统计模型；卡尔曼滤波；新息差序列；方差自适应ＴＮ７１３；ＴＰ３０１．６文献标识码Ａ文章编号１００７— ７８２０（２０１７）０９—１１７— ０６中图分类号
基于当前模型自适应改进的航迹跟踪算法
崔龙飞，张星，吴晓朝，张才坤
（洛阳电子装备试验中心研究所，河南洛阳４７１０００）摘要在航迹跟踪过程中，目标发生转弯、变加速等强机动行为，会导致传统” 当前 ” 统计模型的跟踪精度变差，通
过提取残差新息序列和测量方差序列中的信息，分别在 ” 当前” 统计模型中添加机动频率、最大加速度自适应修正因子，
以及在卡尔曼滤波框架中增加协方差自适应因子，改善了该算法对强机动目标跟踪的适应能力。通过改进，该算法即保持了对一般机动目标良好的跟踪特性，又提高了对强机动目标的跟踪性能。通过使用蒙特卡洛模拟仿真验证了改进算