[發明專利]噪聲相關系統基于容積信息濾波的純方位跟蹤方法

有效

• 申請號: 201210454749.4
• 申請日: 2012-11-13
• 公開（公告）號: CN102999696A
• 公開（公告）日: 2013-03-27
• 發明（設計）人: 文成林;許大星;葛泉波;駱光州
• 申請（專利權）人: 杭州電子科技大學
• 主分類號: G06F19/00
• 分類號: G06F19/00
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 杜軍

1.噪聲相關系統基于容積信息濾波的純方位跟蹤方法，其特征在于：

針對單傳感器目標系統建立模型，它包括2個方程，狀態方程和觀測方程，分別如下所示：

???????????????????????????(1)

????????????????????????????????(2)

這里的是時間指標；是系統的狀態向量；是對于狀態向量的觀測向量；和都是已知的可微函數；過程噪聲和測量噪聲均為零均值的高斯白噪聲，它們的方差分別為和，并且滿足：

??????????????(3)

?為過程噪聲與觀測噪聲的互協方差矩陣，可以看出過程噪聲與測量噪聲是相關的，為脈沖函數，即時，，時，；令初始狀態為，且它的期望值為，令初始狀態誤差的協方差矩陣為，并且滿足??

??????????????(4)

???針對上面描述的系統模型和初始條件，給出如下迭代算法，具體包括2個模塊：時間更新和狀態更新，從而達到跟蹤目標的目的；

（1）.時間更新

步驟1.1?分別計算k-1時刻第i個容積點，k-1時刻第i個傳播容積點和k-1時刻一步狀態預測；

首先，可以假設k-1時刻的狀態估計和它的協方差矩陣已知，分解有：

???????????????????????????(5)

其中稱為k-1時刻開方值；

其次，從(6)式計算k-1時刻第i個傳播容積點，

??????????????????????????(6)

其中，

????????????????????????(7)

并且；這里是點集合的第i個列向量；??????????????????

最后，計算k-1時刻狀態的一步預測：

???????????????????????????????(8)

步驟1.2?根據下式計算k-1時刻一步開方；

?????????????????????(9)

這里表示QR分解，將分解得到的上三角矩陣的轉置賦給，是的開方根，即：，并且

????????(10)

步驟1.3?使用下面的式子得到k-1時刻一步信息矩陣；

令????????(11)

然后利用即可得到k-1時刻一步信息矩陣；

步驟1.4?使用式（12）式計算k-1時刻一步預測信息狀態向量；

??????????????????(12)

?????（2）.測量更新

步驟2.1?分別計算k-1時刻第i個一步容積點,k-1時刻第i個一步傳播容積點和k-1時刻一步觀測預測；

???????首先，計算k-1時刻一步容積點，如下式所示：

??????????????????????????????????????????????(13)

???????進而可利用下式計算k-1時刻第i個一步傳播容積點，

?????????????????????????????????????????????(14)

然后，利用式(15)計算k-1時刻一步觀測預測,

??????????????????????(15)

步驟2.2?利用下式計算k-1時刻互協方差矩陣；

?首先，根據下式計算k-1時刻開方新息協方差矩陣，

????????????????????????????????????????(16)

???????????其中，表示的開方；?

令?

???????????然后，利用下式計算k-1時刻互協方差矩陣；

???????????????????????????(17)

步驟2.3?利用式分別計算k時刻信息矩陣和信息狀態向量；?

????????????????(18)

?????(19)

步驟2.4?利用下式獲得k時刻狀態估計和相應協方差矩陣；

?????????????????????(20)

不斷重復上面2個模塊的內容，就可實現對目標狀態的跟蹤估計。