检索结果-内蒙古大学图书馆

作者：焦迎雪太原理工大学

学位级别：硕士

目标跟踪是研究目标运动不能被准确描述的目标运动估计的问题,它被广泛的应用于航海、航空以及安全防御等领域的跟踪、定位以及目标拦截等系统中。目标跟踪算法的主要内容包括建立能够准确地描述目标运动状态的数学模型和设计与之相匹... 详细信息

目标跟踪是研究目标运动不能被准确描述的目标运动估计的问题,它被广泛的应用于航海、航空以及安全防御等领域的跟踪、定位以及目标拦截等系统中。目标跟踪算法的主要内容包括建立能够准确地描述目标运动状态的数学模型和设计与之相匹配的能够进行精确地状态估计的滤波算法。由于现代目标跟踪问题变的越来越复杂,目标机动性越来越高,所以对于目标跟踪算法的跟踪性能的要求也越来越高。主要的建模方法包括匀速直线运动模型、匀加速直线运动模型和机动转弯模型等。其中近年来提出的交互式多模型(Interacting-Multiple Model, IMM)算法在解决机动目标跟踪问题时较为有效,IMM算法是利用假设的描述目标机动方式的多个模型来对目标进行跟踪。传统的IMM算法的子模型通常选用卡尔曼滤波器,由于卡尔曼线滤波算法要求状态空间模型为线性高斯白噪声模型。然而即使IMM的每个模型的状态后验概率密度为高斯分布,但进行交互后它的的概率密度也可能变成非高斯分布的形式,使得传统的IMM算法的应用具有一定的局限性,所以需要研究选取合适的匹配滤波算法。粒子滤波算法是一种通过蒙特卡罗模拟实现的递推次优贝叶斯估计算法,当目标处于强非线性或者高度机动性的情况下,其滤波性能相对很高,精度可近似逼进最优估计并且使用灵活、容易实现,且具有并行运算结构和实用性强的特点,所以在目标跟踪领域具有广泛的应用。本文主要对交互式多模型粒子滤波算法进行了深入的研究。通过研究目标建模方法和滤波估计理论对交互多模型粒子滤波算法的算法原理进行详细分析,然后介绍了交互多模型与粒子滤波算法相结合应用在强非线性条件下并和以往的与KF算法和EKF算法相结合的传统的交互多模型算法的滤波性能进行比较。提出传统的交互多模型粒子滤波算法存在的问题并针对提出的问题对交互多模型粒子滤波算法进行改进。具体的改进方法是通过调整目标状态方程的似然函数来调整粒子权重值,使得采样粒子更加接近状态真实值,从而使后验概率的估计更加准确得到的机动目标跟踪的估计结果更加精确,并通过MATLAB仿真实验比较各种目标跟踪方法,证明了IMMPF的优越性。

关键词：机动目标跟踪算法粒子滤波算法交互多模型算法交互式多模型粒子滤波算法

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基于小波估计量测噪声方差的交互多模型跟踪算法

基于小波估计量测噪声方差的交互多模型跟踪算法

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2009中国控制与决策会议

作者：聂晓华江苏自动化研究所江

在基于匀速直线与当前统计模型的交互式多模型(IMM-CVCS)跟踪算法基础上,提出了一种未知量测噪声条件下的交互多模型跟踪算法.本文首先分析了量测噪声对IMM-CVCS算法跟踪精度的影响,然后利用小波变换可以实时分离信号和噪声的特性估计... 详细信息

在基于匀速直线与当前统计模型的交互式多模型(IMM-CVCS)跟踪算法基础上,提出了一种未知量测噪声条件下的交互多模型跟踪算法.本文首先分析了量测噪声对IMM-CVCS算法跟踪精度的影响,然后利用小波变换可以实时分离信号和噪声的特性估计量测方差,并与IMM-CVCS跟踪算法相结合.本文所提算法自适应量测噪声的实时变化,同时又能够对非机动和机动目标进行有效地跟踪,具有较强的鲁棒性,适用于多平台多传感器数据融合系统中机动目标的跟踪.仿真计算证明了该算法的有效性.

关键词：机动目标跟踪量测噪声小波交互多模型算法当前统计模型

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基于变结构交互多模型的地面目标跟踪算法研究

基于变结构交互多模型的地面目标跟踪算法研究

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全国第十届信号与信息处理、第四届DSP应用技术联合学术会议

作者：黎阳诗赵巍毛士艺北京航空航天大学电子信息工程学院北京航空航天大学电子信息工程学院北京航空航天大学电子信息工程学院

本文针对缺少地形先验知识、缺少道路约束的地面运动目标,提出了以地面目标运动特性为基础的变结构交互多模型(VS-IMM)估计方法。此种估计方法将某类地面目标在特定任务阶段下的运动状态依照其约束特点划分成不同的工作模式段,针对每个... 详细信息

本文针对缺少地形先验知识、缺少道路约束的地面运动目标,提出了以地面目标运动特性为基础的变结构交互多模型(VS-IMM)估计方法。此种估计方法将某类地面目标在特定任务阶段下的运动状态依照其约束特点划分成不同的工作模式段,针对每个工作模式段的特点分别设计相应的滤波器模型组,滤波器组之间的转换由目标运动状态参量的估计值决定。仿真实例采用某类型坦克装甲车辆在战场环境下的典型运动场景,设计实现了相应的变结构交互多模型跟踪算法,蒙特卡洛仿真结果验证了该算法的有效性以及带来的跟踪性能的改善。

关键词：地面目标跟踪交互多模型算法变结构交互多模型算法

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基于多模型交互的关键设备剩余寿命预测

基于多模型交互的关键设备剩余寿命预测

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作者：王雨冰西安理工大学

学位级别：硕士

近年来,随着现代科学的不断进步和技术的飞速发展,工业化程度逐渐提高,工业设备的运行环境也日渐复杂。设备在运行过程中,其性能无可避免的会发生退化情况,进而直接导致设备的失效。一旦设备失效造成严重事故,便会面临重大的人力财力损... 详细信息

近年来,随着现代科学的不断进步和技术的飞速发展,工业化程度逐渐提高,工业设备的运行环境也日渐复杂。设备在运行过程中,其性能无可避免的会发生退化情况,进而直接导致设备的失效。一旦设备失效造成严重事故,便会面临重大的人力财力损失。目前,对设备的维修已从传统的被动维修转变为计划性维修或视情维修。视情维修与传统的被动维修相比针对性更强、维修效果更好、更节省成本。作为实现视情维修的重要方法,预测与健康管理技术在各个领域得到了广泛应用。该技术由故障预测和健康管理两部分组成,在实施的过程中,对其当前状态进行估计并对未来状态进行预测尤为重要,而其中的关键步骤就是对设备进行剩余寿命预测。因此,本文围绕关键设备的剩余寿命预测问题展开以下研究:(1)针对退化过程呈现非线性的关键设备寿命预测问题,首先分析其退化过程并建立退化模型,对模型参数进行估计得到准确的状态方程,并使用扩展卡尔曼滤波和粒子滤波算法对其进行剩余寿命预测。使用马里兰大学和美国宇航局的锂电池数据集进行寿命预测实验,结果表明相对误差均小于10%,体现了较好的预测效果。(2)针对设备的退化过程中存在多个阶段的特征,用单一模型描述其退化过程准确度较低,本文提出一种基于多阶段退化过程建模的寿命预测方法。根据退化特征建立恒定速度退化模型及恒定加速度退化模型,并使用交互多模型算法对仿真退化过程进行寿命预测。将预测结果与单一模型预测结果进行对比,证明本文所提方法有较好的预测效果及较高的预测精度。(3)针对传统的非线性退化过程寿命预测中单模型预测结果单一,泛化能力弱等问题。本文提出基于多模型交互的非线性退化过程寿命预测方法。采用多模型对复杂退化过程进行交互建模,表征退化模式的转变;并根据退化过程非线性非高斯的特点,使用交互多模型融合粒子滤波进行寿命预测。在锂电池数据集上进行仿真验证,并将预测结果与单模型预测结果进行对比,结果表明本文所提方法预测的寿命更接近真实寿命,且预测误差更小。

关键词：剩余寿命预测扩展卡尔曼滤波粒子滤波交互多模型算法

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基于交互多模型的反舰导弹轨迹跟踪

基于交互多模型的反舰导弹轨迹跟踪

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作者：许天野华东交通大学

学位级别：硕士

反舰导弹是各国广泛使用的一种最主要的反舰武器，越来越多的国家开始重视其发展和研究。近年来，它的攻击攻击范围、精度以及抗干扰能力都得到了大幅度的提高；与之相反，作为被攻击对象的舰船，机动能力相对较差、成本造价高，相对于... 详细信息

反舰导弹是各国广泛使用的一种最主要的反舰武器，越来越多的国家开始重视其发展和研究。近年来，它的攻击攻击范围、精度以及抗干扰能力都得到了大幅度的提高；与之相反，作为被攻击对象的舰船，机动能力相对较差、成本造价高，相对于导弹处于“弱势方”，因此，反导就显得尤为重要，而反导的理论依据就是对反舰导弹轨迹的跟踪。反舰导弹是一种典型的高机动目标，具有机动强度大、机动频次高的特点，特别是其特有的“蛇形机动”形式给其轨迹跟踪带来了较大困难。本文将交互多模型算法和“当前”统计模型结合起来，使用UKF作为各模型的滤波方法，形成一种新的方法IMMCSUKF，用于反舰导弹轨迹跟踪：“当前”统计模型作为反舰导弹弹道的基本模型是为了解决导弹机动强度大的问题；UKF滤波作为基本滤波器是为了解决非线性滤波导弹跟踪系统的问题；交互多模型方法是为了适应反舰导弹频繁变化的运动模式。为了具体阐述反舰导弹的跟踪方法，我们将文章分为四个部分：一，选择合适的模型。主要介绍了目标跟踪理论的相关原理和常用于目标跟踪的几种数学模型，着重说明“当前”统计模型的特点，分析认为其更适合强机动目标的跟踪。二，选择合适的滤波方法。滤波分为线性系统滤波和非线性系统滤波，并对两种滤波方法进行详细介绍，分析各自的优缺点，证明UKF更适合反舰导弹跟踪系统。三，选择合适跟踪方法。主要介绍了多模型跟踪方法的相关理论，以及各种方法的优缺点，着重分析了IMM方法的原理，证明IMM方法在解决反舰导弹运动复杂的问题上具有不错的效果。最后，通过仿真实验验证本方法的有效性，仿真结果表明，该方法对反舰导弹这类强机动目标能够取得较好的跟踪效果。

关键词：反舰导弹轨迹跟踪 “当前”统计模型 UKF滤波交互多模型算法

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基于模糊逻辑强跟踪的交互式多模型电力负荷建模研究

基于模糊逻辑强跟踪的交互式多模型电力负荷建模研究

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作者：李中强山东大学

学位级别：硕士

电力负荷模型是电力系统规划设计、调度运行和分析研究的基础,尤其是电力系统稳定性分析的重要依据。负荷建模的难点在于负荷的随机性和时变性。单一的负荷模型难以准确描述复杂的负荷时变特性,负荷建模方法难以获得准确的反映负荷时变... 详细信息

电力负荷模型是电力系统规划设计、调度运行和分析研究的基础,尤其是电力系统稳定性分析的重要依据。负荷建模的难点在于负荷的随机性和时变性。单一的负荷模型难以准确描述复杂的负荷时变特性,负荷建模方法难以获得准确的反映负荷时变性且具有鲁棒性的负荷模型参数。交互式多模型算法可以有效解决系统变结构或参数时变下的目标跟踪问题,为解决负荷建模中的时变性和鲁棒性问题提供了参考。本文研究了基于模糊逻辑强跟踪的交互式多模型负荷建模方法,具体内容如下:（1）负荷时变、随机的特性使得难以获得对负荷模型精确的先验知识,负荷建模中存在的模型误差和测量噪声也影响着负荷建模的精确性,本文提出了一种基于模糊逻辑强跟踪的交互式多模型负荷建模方法,将负荷模型的负荷特性和参数辨识问题转化为电力负荷的准确跟踪。构造负荷模型集,通过模型遴选选择出最优模型参与交互;根据混合概率,对状态估计和误差协方差进行混合,作为滤波的输入量;利用强跟踪滤波器对模型进行滤波,考虑测量中存在的测量噪声的影响,构建自适应模糊逻辑强跟踪滤波器,自适应调整噪声协方差矩阵;根据模型更新后的权重,对状态估计量与误差协方差矩阵进行融合输出,得到符合系统实际特性的综合负荷模型。（2）研究基于正交性原理的强跟踪滤波方法,引入渐消因子,实时调整滤波增益,保证过程参数和模型参数相匹配;降低对初值和噪声的敏感性,提高测量信息的作用。一方面满足负荷有功功率和无功功率的估计值与测量值之间的误差最小的性能指标,另一方面满足新息序列处处保持正交的性能指标,提高在稳态和突变状态下对负荷特性的跟踪能力。（3）研究负荷建模中模糊逻辑自适应滤波的方法,根据负荷数据电压和新息的变化,建立电压和新息变化的模糊化定义,构建负荷数据测量噪声推理的模糊规则库,噪声协方差去模糊化输出采用加权平均法。构造负荷建模中的模糊逻辑算法,根据测量数据中噪声的变化而自适应调整噪声协方差矩阵。一方面噪声协方差矩阵在预测方程中直接影响协方差和增益矩阵;另一方面,噪声协方差矩阵通过确定时变渐消因子的大小,影响增益矩阵,其数值越大,得到的渐消因子越大,滤波估计的速度越快,在不同测量噪声的情况下保持负荷建模的准确性。在PSCAD/EMTDC仿真软件中搭建负荷模型仿真系统,测量得到负荷特性数据,通过MATLAB软件编程进行验证。仿真结果表明,该方法具有良好的鲁棒性,提高了负荷建模的精度和速度,能建立准确的负荷模型。

关键词：负荷建模时变性交互多模型算法强跟踪模糊逻辑

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针对机动目标跟踪的雷达发射波形选择

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电子与信息学报 2014年第8期36卷 1912-1918页

作者：靳标纠博苏涛刘宏伟张龙西安电子科技大学雷达信号处理国家重点实验室西安710071 西安工程大学电子信息学院西安710048

该文首先在交互多模型(Interacting Multiple Model,IMM)算法的框架下,选择常速模型和自适应加速度模型作为状态模型,以应对实际中非合作目标的非机动与机动状态,并将此算法称为自适应IMM算法。然后针对机动目标跟踪时,雷达发射波形的... 详细信息

该文首先在交互多模型(Interacting Multiple Model,IMM)算法的框架下,选择常速模型和自适应加速度模型作为状态模型,以应对实际中非合作目标的非机动与机动状态,并将此算法称为自适应IMM算法。然后针对机动目标跟踪时,雷达发射波形的选择需要兼顾测距测速性能与多普勒容忍性的问题,提出将V型调频(V-Linear Frequency Modulated,V-LFM)信号作为发射波形。通过分析多脉冲线性调频信号,V-LFM信号和M序列3种信号对目标距离和速度估计性能的克拉美罗下界(Cramer-Rao Lower Bound,CRLB)与多普勒容忍性表明,V-LFM信号可以在较少多普勒容忍性损失的情况下,有效提升对目标距离和速度的估计精度。仿真结果表明:发射多脉冲V-LFM信号并采用自适应IMM算法,可以明显提高雷达系统的跟踪性能。

关键词：机动目标跟踪波形选择交互多模型算法克拉美罗下界

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基于CS-UKF的交互多模型反舰导弹轨迹的跟踪

基于CS-UKF的交互多模型反舰导弹轨迹的跟踪

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第三十三届中国控制会议

作者：许天野徐雪松华东交通大学电气与电子工程学院

反舰导弹是一种典型的高机动目标,具有机动强度大、机动频次高的特点,特别是其特有的"蛇形机动"形式给其轨迹跟踪带来了较大困难。本文将交互多模型算法、"当前"统计模型和UKF滤波算法结合起来,采用"当前"... 详细信息

反舰导弹是一种典型的高机动目标,具有机动强度大、机动频次高的特点,特别是其特有的"蛇形机动"形式给其轨迹跟踪带来了较大困难。本文将交互多模型算法、"当前"统计模型和UKF滤波算法结合起来,采用"当前"统计模型作为反舰导弹运动轨迹的基本模型,采用UKF滤波作为基本滤波器,避免常规扩展卡尔曼繁琐的雅克比矩阵计算,通过交互多模型方法适应频繁变化的运动模式,提出一种新的反舰导弹轨迹跟踪方法,仿真结果证明:该方法对反舰导弹这类强机动目标能够取得较好的跟踪效果。

关键词：反舰导弹跟踪当前模型 UKF 交互多模型算法

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基于变维交互作用的IMM-CKF算法

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计算机应用与软件 2013年第5期30卷 4-6,19页

作者：姜伟吕泽均蓝瑶四川大学计算机学院国家空管自动化系统技术重点实验室四川成都610065

为了对非线性情况下的机动目标进行跟踪,提出一种变维交互作用的交互多模型容积卡尔曼滤波(IMM-CKF)算法。该算法结合变维交互作用多模型滤波方法和容积卡尔曼滤波方法,对使用相同维数模型的IMM-CKF算法进行扩展,使其能够应用于更一般... 详细信息

为了对非线性情况下的机动目标进行跟踪,提出一种变维交互作用的交互多模型容积卡尔曼滤波(IMM-CKF)算法。该算法结合变维交互作用多模型滤波方法和容积卡尔曼滤波方法,对使用相同维数模型的IMM-CKF算法进行扩展,使其能够应用于更一般的目标跟踪环境。仿真结果表明,该算法的跟踪精度明显高于变维交互作用下的交互多模型不敏卡尔曼滤波(IMM-UKF)算法,验证了该算法的可行性和有效性。

关键词：容积卡尔曼滤波变维交互作用交互多模型算法机动目标跟踪

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临空高速目标模糊机动检测的IMM-EKPF算法

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现代防御技术 2016年第2期44卷 143-150页

作者：付强王刚刘昌云郭相科空军工程大学防空反导学院陕西西安710051

针对临空高速目标运动状态多变,跟踪困难的问题,将扩展卡尔曼粒子滤波与交互多模算法相结合,提出IMM-EKPF算法,该算法不需要计算雅可比矩阵,能有效求解非线性非高斯环境的机动目标跟踪问题。在此基础上,有效结合模糊机动检测,可以在目... 详细信息

针对临空高速目标运动状态多变,跟踪困难的问题,将扩展卡尔曼粒子滤波与交互多模算法相结合,提出IMM-EKPF算法,该算法不需要计算雅可比矩阵,能有效求解非线性非高斯环境的机动目标跟踪问题。在此基础上,有效结合模糊机动检测,可以在目标机动和非机动之间转换跟踪算法,以提高跟踪精度,减少计算量。仿真验证该方法在临空高速目标运动状态多变的情况下跟踪效果较好。

关键词：临空高速目标信号融合交互多模型算法扩展卡尔曼粒子滤波模糊机动检测目标跟踪

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