高速高机动目标自适应IMM跟踪算法

Computer Engineering and Applications 计算机工程与应用

2014，50（8）1引言交互式多模型方法（IMM ）是一种最具费效比且适合工程应用的机动目标跟踪算法[1-2]。在使用IMM 算法进行目标转弯运动跟踪时，经常使用的模型集是恒速率转弯模型和匀速模型的交互[3-4]。对于低机动目标可以取得良好的跟踪效果，但是一旦目标发生短时间内的强机动转弯，跟踪精度将大幅下降[5]。文献[6]在跟踪转弯机动目标时提出了转弯机动目标的两层交互多模型跟踪算法，该算法采用的是转弯模

型。文献[7]在对转弯机动目标跟踪时提出了基于曲线模型的自适应跟踪算法，该算法由常速模型和机动目标当前统计模型组成内嵌交互多模型，将获得的角速度、切向加速度、法向加速度作为外层曲线模型参数进行滤波。转弯模型忽略了切向加速度的影响，由于曲线模型既考虑了法向加速度又考虑了切向加速度，比转弯模型

更加准确。针对高速高机动目标复杂多变的机动模式，高速高机动目标自适应IMM 跟踪算法

崔彦凯1，梁晓庚1，2，王志刚3，贾晓洪2

CUI Yankai 1,LIANG Xiaogeng 1，2,WANG Zhigang 3,JIA Xiaohong 2

1.西北工业大学自动化学院，西安710072

2.中国空空导弹研究院科技部，河南洛阳471000

3.西北工业大学航天学院，西安710072

1.College of Automation,Northwestern Polytechnical University,Xi ’an 710072,China

2.Department of Technology,China Airborne Missile Academy,Luoyang,Henan 471000,China

3.College of Astronautics,Northwestern Polytechnical University,Xi ’an 710072,China

CUI Yankai,LIANG Xiaogeng,WANG Zhigang,et al.Adaptive interacting multiple model algorithm for high maneu-vering target https://www.360docs.net/doc/cb13650799.html,puter Engineering and Applications,2014,50（8）：198-201.

Abstract ：A two-layer Interactive Multiple Model （IMM ）tracking algorithm is put forward for high speed and high maneu-vering target,which includes complex maneuvering modes,especially turn maneuvering.The inner layer is composed of modified current statistical model.Turn angular velocity and angular acceleration can be attained by filtering the heading angle of target.The outer layer is composed by constant model and curvilinear model.Cross-track acceleration and turn angular velocity of curvilinear model parameter could be adjusted adaptively from inner layer model.The outer layer models are filtered by IMM.The simulations show that the algorithm has better tracking precision for high speed and high maneu-vering target.The algorithm is easily implemented,and the algorithm has some practical application value.

Key words ：turn maneuvering;curvilinear model;current statistical model;adaptive Interactive Multiple Model （IMM ）摘要：针对目标运动过程中有转弯机动等复杂运动模式的高速高机动目标，设计了自适应两层IMM 跟踪算法。该算法内层由改进的机动目标当前统计模型构成，把目标速度方向角作为伪测量值进行滤波，实时获得目标的角速度和角加速度；外层模型由常速模型和曲线模型构成，把内层模型得到的切向加速度和转弯角速度作为曲线模型参数，利用IMM 算法进行滤波。仿真结果表明，该算法对高速高机动目标具有较高的跟踪精度，算法实现简单，具有一定的实际应用价值。

关键词：转弯机动；曲线模型；当前统计模型；自适应交互式多模型

文献标志码：A 中图分类号：V249.1doi ：10.3778/j.issn.1002-8331.1204-0784

作者简介：崔彦凯（1980—），男，博士研究生，研究方向为导航制导与控制；梁晓庚（1960—），男，博士，副总设计师，研究方向为飞

行器设计、导航制导与控制；王志刚（1968—），男，博士，教授，研究方向为飞行器设计；贾晓洪（1968—），男，博士，研究

员，研究方向为导航制导与控制。E-mail ：ykcui1010@https://www.360docs.net/doc/cb13650799.html,

收稿日期：2012-05-10修回日期：2012-07-04文章编号：1002-8331（2014）08-0198-04

CNKI 网络优先出版：2012-08-13,https://www.360docs.net/doc/cb13650799.html,/kcms/detail/11.2127.TP.20120813.1134.001.html

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