[发明专利]一种水下小目标的跟踪方法

摘要

本发明提供了一种水下小目标的跟踪方法，所述方法包括：步骤1)在tk时刻，获取单基地声纳的目标量测zk；步骤2)通过混合粒子滤波对tk时刻小目标状态进行估计；所述混合粒子包括预测粒子和目标量测采样粒子；所述预测粒子为用tk‑1时刻的随机粒子预测得到的tk时刻的随机粒子；所述目标量测采样粒子根据所述目标测量值zk及先验概率分布对目标量测进行随机采样得到；并对混合粒子进行重采样；步骤3)令k＝k+1，转入步骤1)；直至目标跟踪结束。本发明的方法将两种粒子进行融合处理，提高了水下小目标的状态估计精度。

主权项

1.一种水下小目标的跟踪方法，所述方法包括：步骤1)在tk时刻，获取单基地声纳的目标测量值zk；步骤2)通过混合粒子滤波对tk时刻小目标状态进行估计；所述混合粒子包括预测粒子和目标量测采样粒子；所述预测粒子为用tk‑1时刻的随机粒子预测得到的tk时刻的随机粒子；所述目标量测采样粒子根据所述目标量测zk及先验概率分布对目标量测进行随机采样得到；并对混合粒子进行重采样；步骤3)令k＝k+1，转入步骤1)；直至目标跟踪结束；所述步骤2)具体包括：步骤2‑1)根据目标运动模型，用tk‑1时刻的随机粒子预测tk时刻的随机粒子；其中，i＝1…N，N表示随机粒子的数目；f(·)表示目标运动模型，w_k‑1表示t_k‑1时刻系统过程噪声，为t_k‑1时刻的第i个随机粒子；为t_k‑1时刻的第i个随机粒子的权值；为t_k时刻的第i个预测粒子；在t₀时刻，对探测结果的先验概率分布p(X₀)进行随机采样，生成N个随机粒子并将随机粒子权值设为步骤2‑2)通过步骤1)的目标量测z_k得到的似然函数进一步得到的归一化权重；步骤2‑3)根据所述目标量测z_k及先验概率分布对目标量测进行随机采样，生成M个目标量测采样粒子其中步骤2‑4)计算所述M个目标量测采样粒子的权重；根据公式(3)结合目标运动规律得到t_k时刻预测粒子的位置分布，从而计算目标量测采样粒子的似然函数其中，Z_k|k‑1是根据t_k‑1时刻随机粒子经目标运动模型转移到t_k时刻后得到的目标量测的预测；从而进一步求得目标量测采样粒子的权重为：步骤2‑5)将N个预测粒子和M个目标量测采样粒子进行融合，得到混合粒子滤波的目标状态估计Xk：步骤2‑6)对N个预测粒子和M个目标量测采样粒子进行重采样处理得到N个重采样粒子，并将N个重采样粒子替换N个预测粒子。