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基于无迹卡尔曼滤波的目标跟踪开题报告

 2022-01-17 23:08:47  

全文总字数:4564字

1. 研究目的与意义及国内外研究现状

目标跟踪,顾名思义,就是对目标进行跟踪定位。它通过一定的观测和计算手段,对跟踪目标在空间、时间上进行数学建模,时刻估计并更新目标的状态。近几十年来,国内信息行业在逐渐赶超发达国家,国家愈发重视国防事业的发展、人民的安全问题,与它息息相关的事业自然而然繁荣起来,其中就包括海陆空三栖事业。这些年,海事、空难频频发生,国人出行自然更加关心海上和空中安全。一旦发生事故,目标跟踪技术就能够表现出它的重要性了。能源的开发利用关系着人类的生存,很多国家都自主研发深海潜艇,潜入海底寻找新的能源,对其进行目标跟踪、及时更新潜艇位置信息对潜艇安全和海底探测尤为重要。就前年发生的滴滴司机和女乘客安全问题,滴滴公司在每一个车辆安装定位系统,及时反馈给总公司位置信息,确保司机和乘客的安全。战争期间导弹的拦截是对导弹的弹道进行跟踪,预测其发射轨迹,及时拦截,保障国防安全。从这些例子来看,上至国防安全、下至日常生活,对目标跟踪技术的研究就显得尤为重要。

目标跟踪的核心是算法,算法的好坏直接影响跟踪效果,它的实质就是信号处理,剔除噪声引起的无用信号、提取有用信号,提高目标位置的估计精度。最早对随机问题进行估计的方法是最小二乘法,它是高斯在1809年发表的《天体运动理论》一文中提出的。1940年维纳提出了基于频域的维纳滤波方法,它是以平稳随机过程的系统为基准,在频域内对输入的参杂噪声的信号进行分解、提取有用信号。因此实现维纳滤波时要求系统必须是随机平稳的,信号以及噪声环境的特性是已知的,然而信号和环境的统计特性在实际当中是未知的、变化的,导致它运算复杂,求解困难。维纳滤波的诸多限制导致它在很多非平稳系统无法实现,因此促使研究人员寻求更好的滤波方法——卡尔曼滤波。

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2. 研究的基本内容

本文研究的是基于无迹卡尔曼滤波的目标跟踪技术,主要针对无迹卡尔曼滤波技术。首先介绍了滤波相关知识,其次是目标跟踪技术和原理,再之后介绍了三种卡尔曼滤波算法,对滤波的优缺点和适用环境进行了比较,最后通过实验对目标跟踪进行了仿真实现。绪论部分阐述了论文的选题目的和意义、当前国内外的研究现状、滤波基础和卡尔曼滤波的发展过程。正文梳理三种算法的核心思想,总结三种算法的使用环境,缺陷,优势点,学习使用matlab软件。基于无迹卡尔曼滤波的目标跟踪,建立系统模型,使用matlab软件验证kf,ekf,ukf三种算法的优劣性

第。

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3. 实施方案、进度安排及预期效果

  1. 初步学习认识卡尔曼滤波知识
  2. 在滤波知识的基础上,学习EKF,UKF算法
  3. 学会使用Matlab软件
  4. 编写三种算法的代码
  5. 做实验,验证三种算法的优劣性
  6. 预期效果:通过实验验证三种算法的优劣性,和前辈们总结的思想一致

4. 参考文献

[1]wiener n.extrapolation,interpolation,and smoothing ofstationary time series,with engineering applications[m].technology press of themassachusetts instiute of technology,

1950:1043-1054.

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