基于约束信息的目标跟踪算法研究

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1、分类号密级硕士学位论文题目：基于约束信息的目标跟踪算法研究英文并列题目：ResearchonTargetTrackingAlgorithmswithConstraints研究生：王睿专业：控制科学与工程研究方向：控制理论与控制工程导师：彭力教授指导小组成员：学位授予日期：2016年6月答辩委员会主席：杨慧中江南大学地址：无锡市蠡湖大道1800号二〇一六年六月独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本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Ｗ标注和致谢的地方外，论

2、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本人为获得江南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ｋ确的说明并表示谢意，。ｒ签名：日期：《年月日＿３关于论文使用授权的说明本学位论文作者完全了解江南大学有关保留、使用学位论文的规定：江南大学有权保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和磯盘，允许论文被査巧和倍阅，可将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可采用影印、缩印或扫描等复

3、制手段保存、汇编学位论文一，并且本人电子文挡的内容和纸质论文的内容相致。保密的学位论文在解密后也遵守此规定。签名：王著导师签名：日期—！￡７＾年Ｊ月２０又／＾摘要摘要定位与跟踪是无线传感器网络、导航领域的基本需求之一。在实际环境中，客观环境对于定位跟踪问题往往存在着多种影响因素，这些影响因素统称为约束信息。在不同种类的约束信息中，有的有利于解决问题，可将其作为先验知识加以利用，能提高定位跟踪精度。有的约束信息不利于解决问题，会降低定位跟踪的精度，需要通过研究发现其规律，通过修

4、正加以抑制。本文主要研究两类约束信息：一类是目标满足二次约束，即已知目标运动轨迹可用二次方程描述，这是有利于结果的约束信息，可作为先验知识来提高跟踪精度，与此对应的场景是带二次约束的单站无源跟踪问题。另一类是非视距环境下的定位跟踪，由于非视距误差的存在，会造成定位跟踪性能下降，这是不利于结果的约束信息，需要通过对非视距误差进行抑制，减小其对定位跟踪造成的不利影响，与此对应的场景是非视距环境下的多站定位跟踪问题。本文将从以下几个方面对上述两类约束信息下的目标定位跟踪算法进行讨论，同时提出改进算法，通过

5、与已有算法进行比较来验证其优越性。1)针对二次约束下的单站无源跟踪问题，基于投影约束的思想并结合容积卡尔曼滤波，本文提出了一种带二次约束的投影容积卡尔曼跟踪算法，仿真结果表明，该算法与已有的同类算法相比具有更高的跟踪精度。2)针对二次约束下的单站无源跟踪问题，基于概率密度截断的思想并结合容积卡尔曼滤波，本文提出了一种带二次约束的截断容积卡尔曼跟踪算法，仿真结果表明，该算法相较于同类已有算法具有更高的跟踪精度。3)基于概率密度截断思想，将二次等式约束进一步推广到二次不等式约束，提出了一种带二次不等式约

6、束的截断容积卡尔曼跟踪算法，仿真结果表明，当目标满足二次不等式约束时，该算法能有效提高跟踪精度。4)针对非视距环境下的多站定位问题，基于圆盘散射体模型理论，本文提出了一种基于圆盘散射体模型的非视距定位算法，仿真结果表明，该算法与已有的同类算法相比具有更高的定位精度。5)基于圆盘散射体模型理论，将其与容积卡尔曼滤波进行结合，提出一种基于圆盘散射体模型的非视距跟踪算法，仿真结果表明，该算法有效地抑制了非视距误差，提高了跟踪精度。关键词：目标跟踪；约束跟踪；约束滤波；容积卡尔曼滤波；非视距环境；圆盘散射体

7、模型IAbstractAbstractBothlocatingandtrackingarethebasicneedsinthefieldofwirelesssensornetworkandnavigation.Inarealenvironment,thereareavarietyoffactorsaffectingtheaccuracyoflocatingandtracking.Thesefactorscollectivelyreferredtoasconstraintinformation.Int

8、hedifferenttypesofconstraintinformation,someofthemtobeusedtoimprovetheaccuracyoflocatingandtrackingwhicharereferredtoaspriorknowledge.Someconstraintinformationwillreducetheaccuracyoflocatingandtracking.Thiskindofconstraintinformationcan