[發(fā)明專利]一種基于高斯混合勢概率假設(shè)密度濾波器的海上目標(biāo)跟蹤算法在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 202310277768.2 | 申請日： | 2023-03-21 |
| 公開（公告）號： | CN116337071A | 公開（公告）日： | 2023-06-27 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 國強(qiáng);肖翔宇;王亞妮;劉立超;戚連剛 | 申請（專利權(quán)）人： | 哈爾濱工程大學(xué) |
| 主分類號： | G01C21/20 | 分類號： | G01C21/20 |
| 代理公司： | 暫無信息 | 代理人： | 暫無信息 |
| 地址： | 150001 黑龍江*** | 國省代碼： | 黑龍江;23 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 基于 混合 概率 假設(shè) 密度 濾波器 海上 目標(biāo) 跟蹤 算法 | ||
1.一種基于高斯混合勢概率假設(shè)密度濾波器的海上目標(biāo)跟蹤算法，其特征在于，步驟如下：
步驟1：獲取K-1時刻多目標(biāo)的初始化信息；
步驟2：預(yù)測多目標(biāo)下一時刻的狀態(tài)信息，預(yù)測信息包括存活目標(biāo)與新生目標(biāo)的勢分布預(yù)測pk/k-1(n)、強(qiáng)度函數(shù)預(yù)測vk/k-1(x,r＝q)；
步驟3：使用位置-多普勒信息聯(lián)合波門篩選K時刻的量測集合Zk中的量測zk；
步驟4：更新多目標(biāo)下一時刻的狀態(tài)信息，更新信息包括多目標(biāo)的勢分布pk(n)與強(qiáng)度函數(shù)vk(x,r＝q)，其中強(qiáng)度函數(shù)中多目標(biāo)高斯分量的均值和協(xié)方差由目標(biāo)的位置量測更新獲得；
步驟5：基于目標(biāo)的多普勒量測進(jìn)行序貫更新，獲得最終狀態(tài)更新結(jié)果以及對應(yīng)的權(quán)值
步驟6：對目標(biāo)的高斯分量進(jìn)行剪枝、合并；
步驟7：提取K時刻多目標(biāo)狀態(tài)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于高斯混合勢概率假設(shè)密度濾波器的海上目標(biāo)跟蹤算法，其特征在于：所述步驟1里的K-1時刻多目標(biāo)的初始化信息共包括以下參數(shù)，多目標(biāo)勢分布pk-1(n)、多目標(biāo)后驗(yàn)強(qiáng)度函數(shù)vk-1(x,r＝q)、新生目標(biāo)強(qiáng)度函數(shù)γk(x,r＝q)；目標(biāo)運(yùn)動模型集合M，以及集合中模型r的狀態(tài)轉(zhuǎn)移模型xk＝fk|k-1(xk-1,rk)+wk-1(rk)、量測模型zk＝hk(xk,rk)+vk(rk)、模型轉(zhuǎn)移概率矩陣Hpq；目標(biāo)檢測概率PD,k、存活概率PS,k；最大高斯分量數(shù)目Jmax，剪枝門限T，合并門限U，其中p和q代指運(yùn)動模型集合中的兩個不同模型。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于高斯混合勢概率假設(shè)密度濾波器的海上目標(biāo)跟蹤算法，其特征在于：所述步驟2中多目標(biāo)下一時刻的勢分布預(yù)測和強(qiáng)度函數(shù)預(yù)測計(jì)算公式分別為：
式中，pΓ,k(n)為目標(biāo)新生數(shù)量的勢分布，計(jì)算時模型間的轉(zhuǎn)移遵循馬爾可夫模型轉(zhuǎn)移概率矩陣Hpq，新生目標(biāo)的概率假設(shè)密度γk(x,r＝q)也為高斯形式：
式中新生目標(biāo)高斯分量的數(shù)目Jγ,k、權(quán)值均值協(xié)方差矩陣均由先驗(yàn)信息得到。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于高斯混合勢概率假設(shè)密度濾波器的海上目標(biāo)跟蹤算法，其特征在于：所述步驟3中構(gòu)建的位置-多普勒信息雙關(guān)聯(lián)波門，波門中心由目標(biāo)的位置信息預(yù)測和多普勒速度預(yù)測共同確定：
在引入目標(biāo)多普勒信息的情況下，目標(biāo)觀測向量維數(shù)nz＝3，波門的體積由下式得出：
Vk+1＝(4π/3)γ3/2|Sk+1|1/2
式中γ為波門的判別門限，由χ2分布表根據(jù)量測落入波門內(nèi)的概率PG獲得，Sk+1為目標(biāo)量測殘差(新息)的協(xié)方差；
在k時刻通過傳感器獲得包含雜波與目標(biāo)信息的量測集合Zk，使用位置-多普勒信息雙關(guān)聯(lián)波門對量測進(jìn)行篩選，符合條件的候選回波量測zk,i應(yīng)滿足：
(zk,i-zk/k-1,i)TS-1k(zk,i-zk/k-1,i)≤γ?i＝1,2,...mk
式中mk為波門內(nèi)的量測個數(shù)，即有效量測數(shù)目。
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