基于随机有限集的多扩展目标跟踪算法研究

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1、基于随机有限集的多扩展目标跟踪算法研究作者姓名林锦鹏导师姓名、职称李翠芸副教授一级学科信息与通信工程二级学科信号与信息处理申请学位类别工学硕士提交学位论文日期2014年12月学校代码10701学号1202121140分类TN82号TN95密级公开西安电子科技大学硕士学位论文基于随机有限集的多扩展目标跟踪算法研究作者姓名：林锦鹏一级学科：信息与通信工程二级学科：信号与信息处理学位类别：工学硕士指导教师姓名、职称：李翠芸副教授提交日期：2014年12月ResearchonAlgorithmsofMultipl

2、eExtendedTargetsTrackingBasedonRandomFiniteSetAthesissubmittedtoXIDIANUNIVERSITYinpartialfulfillmentoftherequirementsforthedegreeofMasterinInformationandCommunicationEngineeringByLinjinpengSupervisor:A.P.LicuiyunDecember2014西安电子科技大学学位论文独创性（或创新性）声明秉承学校严谨的学

3、风和优良的科学道德，本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果；也不包含为获得西安电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文若有不实之处，本人承担一切法律责任。本人签名：日期：西安电子科技大学关于论文使用授权的说明本人完全了解西安电子科技大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究

4、生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属于西安电子科技大学。学校有权保留送交论文的复印件，允许查阅、借阅论文；学校可以公布论文的全部或部分内容，允许采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。同时本人保证，获得学位后结合学位论文研究成果撰写的文章，署名单位为西安电子科技大学。保密的学位论文在年解密后适用本授权书。本人签名：导师签名：日期：日期：摘要摘要随着传感器分辨率的不断提高，把目标当作点目标这样一个假设不再成立，可将这样的目标看作扩展目标。由于每个扩展目标在每一个采样周期会产生多个量测，如若将量测和目标相

5、关联，势必会存在巨大的困难，因此，研究一种更为实时有效的方法具有极其重要的现实意义和应用价值。近年来，基于随机有限集的多目标跟踪方法由于能够有效地处理传统跟踪方法中出现的一些难题，并且其计算复杂度相对传统算法要小得多，而受到了广泛地认同。本文针对基于随机有限集的跟踪算法展开重点研究。本文的研究方向包括以下两方面：1）基于随机矩阵模型的多扩展目标跟踪，主要选取了两个具有代表性的算法：GIW-PHD和GGIW-CPHD滤波。2）基于随机超曲面模型的多扩展目标跟踪，主要提出了以下算法：RHM-GGM-CPHD滤

6、波。主要研究内容如下：1．基于随机矩阵的高斯逆威舍特概率假设密度（GIW-PHD）的扩展目标跟踪算法。该算法不仅考虑了目标的运动状态，而且考虑了目标的扩展状态。它将目标的运动状态建模为高斯分布，扩展状态建模为逆威舍特分布，通过量测数据来更新高斯分布以及逆威舍特分布中的参数来达到跟踪目标的位置、大小、方向等信息的目的。在此基础上，伽玛高斯逆威舍特势概率假设密度（GGIW-CPHD）算法不仅改善了PHD滤波器存在的目标数估计较差的性能，而且将量测的数目视为伽玛分布，增补到目标的状态中，一起作预测更新，提高了跟

7、踪性能。2．针对杂波环境下多扩展目标跟踪中扩展目标形状难以估计、目标跟踪精度低等问题，提出一种自适应估计扩展目标形状的伽玛高斯混合势概率假设密度算法（RHM-GGM-CPHD）。该算法同GIW-PHD和GGIW-CPHD算法一样，考虑了目标的扩展状态。首先将目标的扩展形状建模为椭圆随机超曲面模型（RHM），将其嵌入到伽玛高斯混合CPHD滤波器中，通过跟踪扩展目标的质心、椭圆形状和方向等信息完成对多个扩展目标的跟踪。通过杂波环境下未知数目的多扩展目标仿真实验，验证了所提算法在质心状态和椭圆扩展形状长短轴的估

8、计精度方面要优于传统的基于随机矩阵的伽玛高斯逆韦氏CPHD滤波器。关键词：随机有限集，扩展目标，势概率假设密度，随机超曲面模型，随机矩阵论文类型：基础研究类I西安电子科技大学硕士学位论文IIABSTRACTABSTRACTWiththedevelopmentofsensorresolution,theassumptionthatatargetisviewedasapointnolongerholds.Atthispoint,w