电光与控制, 2019, 26 (4): 71, 网络出版: 2021-01-07   

基于改进交互式多模型算法的ADS-B航迹滤波方法研究

An ADS-B Track Filtering Method Based on Improved Interactive Multi-model Algorithm
作者单位
1 沈阳航空航天大学, 电子信息工程学院, 沈阳 110136
2 辽宁省通用航空重点实验室, 沈阳 110136
3 大连海事大学水上智能交通行业重点实验室, 辽宁 大连116026
摘要
针对广播式自动相关监视(ADS-B)航迹跟踪精度低以及目标跟踪模型与目标运动模型匹配效率低的问题, 结合自适应算法对经典交互多模型(IMM)算法的运动模型集进行改进。将经典交互模型(IMM)运动模型集中的匀加速运动(CA)模型, 改进为“当前”统计模型(CS)和修正转弯(MCT)模型。利用改进的模型集对目标当前位置、速度和加速度进行滤波估计。并对模型转移概率进行修正, 提高IMM算法的自适应能力, 实现快速目标跟踪。利用模拟航迹数据及实际设备接收的实测数据对算法进行验证。结果表明: 运动模型集改进后的IMM算法滤波结果优于经典IMM算法, 跟踪结果稳定, 改进的算法可适应复杂的目标航迹实时跟踪。
Abstract
To solve the problems of low ADS-B trajectory tracking precision and low matching efficiency between the target tracking model and the target motion model, the adaptive algorithm is used to improve the motion model set of the classic IMM algorithm. The uniform accelerated motion (CA) model in the standard IMM motion model set is improved to the “current” statistical (CS) model and the modified turn (MCT) model. The improved model set is used to filter the target's current position,velocity, and acceleration.The model transition probability is revised, so as to improve the adaptive ability of the IMM algorithm and realize rapid target tracking.The simulated track data and the measured data received by actual equipment are both used to verify the algorithm. The experimental results show that the improved IMM algorithm based on the motion model set has better filtering results than the classic IMM algorithm, and the tracking results are stable, which can adapt to the real-time tracking of complex target tracks.
参考文献

[1] 张朝柱, 杜瑞敏.基于IMM算法的高机动目标航迹滤波在ADS-B中的应用[J].应用科技,2016,43(5):24-29,34.

[2] 黄伟平, 徐毓, 王杰.基于改进“当前”统计模型的转弯机动跟踪算法[J].控制与决策,2011,26(9):1412-1416.

[3] 苗伟, 李昌玺, 吴聪.基于修正转弯模型的交互多模型跟踪算法[J].现代防御技术,2015,43(3):113-118.

[4] 戴定成, 姚敏立, 蔡宗平, 等.改进的马尔可夫参数自适应IMM算法[J].电子学报,2017,45(5):1198-1205.

[5] GAO L,XING J P,MA Z L,et al.Improved IMM algorithm for nonlinear maneuvering target tracking[J].Procedia Engineering,2012,29:4117-4123.

[6] 李明锁, 井亮, 邹杰, 等.结合扩展卡尔曼滤波的 CamShift 移动目标跟踪算法[J].电光与控制,2011,18(4):1-5.

[7] LI Z G,DUAN H J.A novel adaptive tracking algorithm for maneuvering targets[C]//Proceedings of the International Conference on Computer Design and Applications,2010:431-435.

[8] 张亮亮, 周峰, 徐彤.新的“S -蛇形”机动目标模型及跟踪方法研究[J].电光与控制, 2012,19(9):13-16,22.

[9] WU J F,HUANG S C,HE G J,et al.H filter and IMM algorithm applied on target tracking problem[J].International Journal of Control and Automation,2015,8(8):297-308.

[10] 周波, 黄小宝, 程颖, 等.基于ADS-B的低空飞行航迹预测[J].电光与控制,2015,22(7):17-21.

[11] LEE B J,PARK J B,JOO Y H,et al.Intelligent Kalman filter for tracking a maneuvering target[J].IEE Proceedings:Radar,Sonar and Navigation,2005,151(6):344-350.

[12] 陈映, 程臻, 文树梁.适用于模型失配时的改进IMM算法[J].系统工程与电子技术,2011,33(12):2593-2597.

王尔申, 翟秋刚, 徐嵩, 庞涛, 曲萍萍, 姜毅. 基于改进交互式多模型算法的ADS-B航迹滤波方法研究[J]. 电光与控制, 2019, 26(4): 71. WANG Ershen, ZHAI Qiugang, XU Song, PANG Tao, QU Pingping, JIANG Yi. An ADS-B Track Filtering Method Based on Improved Interactive Multi-model Algorithm[J]. Electronics Optics & Control, 2019, 26(4): 71.

本文已被 3 篇论文引用
被引统计数据来源于中国光学期刊网
引用该论文: TXT   |   EndNote

相关论文

加载中...

关于本站 Cookie 的使用提示

中国光学期刊网使用基于 cookie 的技术来更好地为您提供各项服务,点击此处了解我们的隐私策略。 如您需继续使用本网站,请您授权我们使用本地 cookie 来保存部分信息。
全站搜索
您最值得信赖的光电行业旗舰网络服务平台!