一种改进的联合交互式多模型概率数据关联算法

（ ｎ ｅｓｙｏ ｌ ｔ ｎｃＳｉ ｃ ａ ｄ Ｔｃ ｎｌ ｙｏ ｈｎ ， ｈ ｎ ｄ ） Ｕ ｉ ｒ ｔ ｆＥｅ ｒ ｉ ｃ ｎｅ ｎ ｅｈ ｏ ｇ Ｃ ｉａ Ｃ ｅｇ ｕ６ ３ ｖ ｉ ｃｏ ｅ ｏ ｆ １７ １ １
Ａｂ ｔ ａ ｔ：Ｉ ｈ ｏ ｉ ｆｍｕ ｔｐ ｅ ｔｒ ｅ ｒ ｃ ｉ ｇ，ｂ ｃ ｕ ｅ ｐ ｏ ｅ ｓｎｇｔ ｕ ｉ ｃ ｏ ｓｉ ｈ ｎｅ ｓ ｃｉ ｎ ｏ Ｓ Ｏ ｓｒ ｃ ｎ ｔ ｅ ｄ ｍａ ｎ ｏ ｌｉ ｌ —ａ ｇ ｔｔａ ｋ ｎ ｅ ａ ｓ ｒ ｃ ｓ ｉ ｏ ｐ ｂｌ ｅ ｈ ｅ ｎ ｔ ｅ ｉ ｔｒｅ ｔ ｆａ Ｓ — ｃ ｏ
其 中 ， ｋ （ ｋ一１ 表示 模型 ｌ ｋ Ｉ ） 在 时刻 目标 ｔ 的
预 测值 ， ｋ 一１ 表示 在 ｋ （ Ｉ ） 时刻 目标 ｔ 的预测综 合
值 ，；ｋ 表示模型 １ ｋ ．（ ） ｓ 在 时刻 目标 ｔ 的预测协方差
输 出交 互
矩 阵 ， ｋ Ｊ（ ）表示 在 ｋ时刻 目标 ｔ ｓ 的预 测综 合协 方 差 矩阵 ， ｔｋ ｕ（ ）表示 ｋ时刻 目标 ｔ 模型 １ 的概 率 ， 在 处 Ⅳ
ｉ ａ ｓ ｃ ｔ ｎａｇｒｈ （Ｃ Ｉ ｔ ｄ ｔ ａｓ ｉ ｉ ｌ ｉ ｍ Ｉ — ｙ ａ ｏ ａｏ ｏｔ ＭＭＰ Ａ）ｉ ｐｏ ｏｅ ｙｃｍ ｉｉ ｔｒ ｔ ｇｍ ｌｐｅｍ ｄ ｌ Ｉ Ｄ ｓ ｒｐ ｓｄｂ ｏ ｂｎｎ ｉ ｅａ ｉ ｕｔ ｌ ｏ ｅ （ＭＭ）ａ ｏｉ ｍ ｇｎ ｃｎ ｉ ｌ ｒｈ ｇ ｔ
一
种 改 进 的联 合 交 互 式 多模 型 概率 数 据 关 联 算 法
杨 雄 张 顺 生 陈 明燕
（ 电子科技 大学 成都 ６ １３ ） １７ １
【 摘要】 在多 目 标跟踪领域 ， 由于概率数据关联（ Ｄ ） Ｐ Ａ 算法对关联 门相 交区域 内公共 回波的处理过 于简单 ， 因而在 目标 密集或 交叉环 境 中关联 性 能 差。考 虑公 共 回波 对航 迹 更 新 的影 响 对 Ｐ Ａ算 法 Ｄ
ｐｏ ａ ｉｓ ｃｄ ｔ ａｓｃ ｔ ｎａ ｏ ｔｍ （ ・ ｒｂｂｌｔ ａａ ｓ ｉ ｉ ｌ ｒｈ ｉｉ ｏ ａ ｏ ｇｉ ＣＩ ＭＭＰ Ａ） ａ ｄｉａ ｏｆａ ｒｓ ｏ ａ ｕａ ｏ ａ ； ｈｃ ｉ ａ ｅｉ Ｄ ， ｎ ｌ ｔ ｅ ｗｃ ｌ ｌｔ ｎｌ ｄ ｗ ｉ ｗｌｍ ｋ ｔ ｓ ｅｕ ｌ ｃ ｉ ｏ ｈ ｌ ｔ
ｏ ｈ ａ ｋ ｕ ｄ ｔ ｇ， ｈ ＤＡ ａｇ ｒｔ ｍ ｉ ｒ ｖ ｄ ｎ ｔ ｅ ｔ ｃ ｐ ａｉ ｒ ｎ ｔ ｅＰ ｌ ｏ ｉ ｓｉ ｏ ｅ ．Ａｎ ｉ ｒ ｖ ｄ ｃ ｍｂ ｎ ｄ ｉ ｔ ｒ ｃｉ ｇ ｍｕ ｔ ｌ ｄ ｌ ｒｂ ｂ ｌ ｈ ｍｐ ｍｐ ｏ ｅ ｏ ｉ ｅ ｎ ｅ ａ ｔ ｌ ｐ ｅ ｍｏ ｅｓｐ ｏ ａ ｉ ｎ ｉ —
第４ Ｏ卷 第 ３期 （ 总第 １７期 ） ５
２ １ 年 ９月 ０１
火 控 雷 达 技 术
Ｆ ｒ ｎｔｏ ｄａ ｃ ｏ ｏ ｙ ｉｅ Ｃｏ ｒ ｌＲａ ｒＴｅ ｈｎ ｌｇ
Ｖ ！４ ｏ ３ Ｓ ｒ ｓ１ ７ ｏ． ０ Ｎ ． （ ｅｉ ５ ） ｅ
Ｓ ｐ． ２ １ ｅ ０１
不一定 是 目标 的真 实 回波 ， 因此 该 方 ห้องสมุดไป่ตู้ 有 可 能 出 现 误跟 和 失跟 目标 的情 况 。Ｐ Ａ Ｄ 算 法 是 在 有 杂波 环境 中的单 目标 跟 踪 中较好 的数 据 关 联 算 法 ， 多 在 标 跟踪 中 ， 由于此 算 法 没 有 考 虑 到其 他 目标 的影 响 ， 多 目标距 离 较近 时 ， 当 会引起 航 迹 聚合 。 目前 在
ａ ｇ ｏ ｐｐ ｉａ ｉｎ ｐ ｏ ｐ ｃ ｎ ｐ ａ ｔｃ ｌｅ ｇｎ ｅ ｉ ｇ ｏ ｄ ａ ｌ ｔ ｒ ｓ ｅ ｔｉ ｒ ｃｉ ａ ｎ ｉ ｅ ｒｎ ． ｃ ｏ
Ｋｅ ｗｏ ｄ ：ｉ ｔ ｒ ｃｉ ｇ ｍｕ ｔ ｌ ｄ ｌ ｌ ｏ ｉ ｍ ；ｐ ｏ ａ ｉ ｓ ｃ ｄ ｔ ｓｏ ｉｔ ｎ ａｇ ｒ ｈ ；ｍｕ ｔ ｌ ａ ｇ ｔｔ ｃ ｉ ｇ ｙ ｒ ｓ ｎ ｅ ａ ｔ ｌ ｐｅ ｍｏ ｅｓ ａｇ ｒｔ ｎ ｉ ｈ ｒ ｂ ｂ ｌ ｔ ａ ａ ａ ｓ ｃａ ｉ ｌｏ ｔ ｍ ｉｉ ｏ ｉ ｌ ｐ ｅ ｔ ｒ ｅ ａ ｋ ｎ ｉ ｒ
率 （ ） ｋ
计算互联概率 计算修 正后的 计 算综合 回波
ａ ．通 过设 置 的 目标关 联 门构造 ｍ ｘ（ ＋１ 确 Ⅳ ）
认 矩 阵 ＝［ ， 表示有 效 回波 和各 目标跟 踪 门 ∞ ］它
状态更新 １ ｌ ｌ 状态更新 Ｎ
的复杂 关 系 ， 中 ｎ为 目标 数 ， 其 ｍ为候 选 回波数 。
收 稿 日期 ：０ １ ０ ０ ２ １ — ５— ９
量也相应的呈指数级增大 ， 所以该算法很难在工程 中得到运用。因此 ， 了保持 跟踪性能 同时降低计 为
算量 ， 其能 够 在 工 程 中得 以运 用 ， 文对 Ｐ Ａ算 使 本 Ｄ
法进 行 改进 ， 将 改进 的 Ｐ Ａ算 法 和交 互式 多 模 型 并 Ｄ
ｌ 引 言
在 多 目标跟 踪 领 域 ， 在 工 程 中 常用 的关 联算 现 法 为“ 近邻 ”‘。 算 法 的 优 点 是计 算 简 单 ， 最 ’ 。该 缺
点 是在 多 回波环 境 下离 预测 位置 最 近 的候 选 回波 并
目标 密集 环 境下进 行 多 目标跟踪 的最 有效算 法 为联 合 概率 数 据 关 联 （ｏｎ ｐｏａ ｉｓｃｄ ｔ ａｓｃａ ｏ ， ｊｉｔ ｒｂ ｂｌ ｔ ａａ ｓｏｉｔ ｎ ｉｉ ｉ ＪＤ Ｐ Ａ） 算法 ， 算 法 通 过 对 确认 矩 阵进 行 拆 分 该 得 到互联 事件 。但 是 其 缺点 是 当 目标 个 数 增 大 时 ， 互 联矩 阵 的数量 将呈 指数 级增 大使 得该 算法 的计 算
ｓ ＝ ； ）ｓ ‘ ） ∑“ ｛ （ （ ｆ ｔ
ｆ＝ ｌ
Ａ １ （ ｋ１］ ｔ （ Ｉ ） Ｉ ） － ・
（） ２
２ 改 进 的 联 合 交 互 式 多模 型概 率数 据
［ ｋＩ （ ｋ一１ （ ｋ一１ ］’ ）一 ｋＩ ） ｝
，
关 联 算 法
表示模 型 数 。通过 下式 ：
一
步预 测 １ ｌ
Ｉ 一 步预测 Ｎ
预 测综合
［ （ ） （ １ ］’ （ 一［（ 一 ｋ１一 ） ≤ ｚ ｋ 一 ｋ１ ） ‘ ） （ ． １ ］ 一 ｓ ） 】 ｝
建立 关联 门 。 ２ ２ 计 算 互 联 概 率 （ ）和 修 正 后 的 互 联 概 ． ｋ
将 Ｐ Ａ 与 Ｉ 算 法 相 结 合 的通 常 方 法 是 对 Ｄ ＭＭ Ｉ 滤波 器 中的各个 滤 波器直 接使 用 Ｐ Ａ算 法 』 ＭＭ Ｄ ，
但 此种 方法 容 易产 生 误 跟 、 跟 现 象 。针 对 这个 问 失
题 ， 献 ［ 提 出 了一种 新 的 Ｉ 文 ８］ ＭＭＰ Ａ 结 构 （ ． Ｄ Ｃ Ｉ Ｐ Ａ） 即在 Ｉ 结 构 中对 各 滤 波 器 使 用 一 个 ＭＭ Ｄ ， ＭＭ 相同 的波 门录取 回波 ， 对各 滤 波 器 使 用 相 同 的 回 而 波关联 与 综 合 结 果 。从 而 保 证 所 构 造 的 波 门为 最
ｅａ ｏ ａｅ ｙｕｉｇｏ ｐｏ ａｉｓｃｄ ｔ ａｓｃａ ｏ Ｐ Ａ）ａ ｏ ｔｍ ｉｔｏｓ ｌ，ｈ ｒｆｒ ａｓｃ ｔ ｎｐ ｒ ｒ ｌ ｉｎｇｔ ｂ ｓ ｆ ｒｂ ｂｌｔ ａａ ｓｏｉ ｉｎ（ Ｄ ｔ ｓ ｎ ｉｉ ｔ ｌ ｒｈ ｉ ｅ ｔｅｅ ｅ ｓｏ ｉ ｉ ｅ ｏ ｇｉ ｓ ｏ ｍｐ ｏ ａ ｏ ｆ ｍ—
１
方差修正１ ｌ
Ｉ 方差修正 Ｎ
模型概率 输出综合
力 ＝［ ］＝
１
１
． ．．
１
∞ ２
（） ３
ｍ
；
是 二进 制变 量 ， ＝１ 表示 回波 落人 目标 ｔ 的关
图 １ Ｉ— ＣＩ ＭＭＰ Ａ算法结构 Ｄ
联门内， 而 ＝ 表示 回波 ０ 没有落入 目 ｔ 标 的关联 门内 ， ｔ＝０时表 示 回波 可能 来源 于杂 波 。 当 ｂ ．利用参数模型计算互联概率 （ ） （ ）垒Ｐ ｆ ｜ ｊ ｝ ］＝ Ｅ Ｚ ｔ
ａ ｔ ｓ ｂ ｄ ｉ ｈ ｎ ｉｏ ｍｅ ｔｏ ｅ ｓ ａ ｇ ｔ ｒｉ ｔｒ ｅ ｔｎｔｔｒ ｅ ｓ Ｃｏ ｉｅ ｎ ｈｅ ｉ ａ ｔｏ ｈｅ ｐ ｂ ｉ ｃ ｅ ｎ ｅ ｉ ａ ｎ ｔ ｅ ｅ ｖ ｒ ｎ ｎ ｆｄ ｎ ｅ ｔｒ ｅ ｓｏ ｎ ｅ ｓ ｃ ａ ａ ｇ ｔ． ｎｓｄ ｒ ｇ ｔ ｍｐ ｃ ｆｔ ｕ ｌｃ ｅ ｈｏ ｓ ｉ
能远好 于 ＣＩ Ｐ Ａ算 法 ， — ＭＭ Ｄ 同时保 持 了较 小 的计 算 量 ， 实际 工程 中有很好 的应 用前景 。 在
关键 词 ： 互 式 多模 型 ； 据 关联 ； 目标 跟 踪 交 数 多
中 图 分 类 号 ：Ｐ ０ ． Ｔ ３ １６
文 献标 志 码 ： Ａ
文 章 编 号 ：０ ８８５ （０ １０ － ６０ １０ —６ ２ ２ １ ）３０ －５ ５
算法结合 ， 提出一种改进 的联合交互式多模型概率
作者简 介： 杨
雄 ， ，９ ６年 牛 ， 士 研 究 生 。 研 究 方 向 为 低 空 口 检 测 与跟 踪 。 喝 １８ 硕
第３ 期
杨
雄等 ： 一种改进 的联 合交互式 多模型概率数据 关联算 法
５ ７
数据 关联算 法 （ＣＩ Ｐ Ａ） Ｉ— ＭＭ Ｄ 。
进 行 改进 ， 并将 改进 的 Ｐ Ａ算 法和 交 互式 多模 型 （ＭＭ） Ｄ Ｉ 算法 结合提 出 了一 种改进 的联 合 交互 式 多
模 型概 率数 据 关联 （Ｃ Ｉ Ｉ． ＭＭＰ Ａ） 法 ， Ｄ 算 并在 Ｍ ｔ ｂ环境 下将 该算 法 与联合 交互式 多模 型概 率数 据 ａｌ ａ 关联 算 法（ ． ＣＩ ＭＭＰ Ａ） Ｄ 算法 对 比研 究。仿 真结 果表 明 ： 目标 密集或 交叉 的环 境 下 ， 算 法跟踪 性 在 新
ｗｉ ｍｐ ｏ ｅ ｔ ｉ ｒ ｖ ｄ ＰＤＡ ｌ ｏ ｉｈ ｈ ａｇ ｒｔ ｍ．Ｔｈ ｉ ｌ ｔｏ ｅ ｕｔ ｍｏ ｓｒ ｔ ｈａ ｅ ｏ ｍａ ｃ ｆｔ ｅ ｎ ｗ ｌｏ ｉ ｍ ｎ ｔ ｅ ｅ ｖ— ｅ ｓｍｕ ａ ｉｎ ｒ ｓ ｌ ｄｅ ｎ ｔａ ｅ ｔ ｔｐ ｒ ｒ ｎ ｅ ｏ ｅ ａ ｇ ｒｔ ｓ ｆ ｈ ｈ ｉ ｈ ｎ ｉ ｒｎｍｅ ｔｏ ｅ ｓ ａ ｇ ｔ ｒｉ ｔｒ ｅ ｔｎ ａ ｇ ｔ ｓｍｕ ｈ ｂ ｔ ｒｔ ａ ｈ ｔｏ ｈ ｏ ｉ ｅ ｎ ｅ ａ ｔｎ ｈｉ ｌ ｄ ｌ ｏ ｎ ｉｄ ｎ ｅ ｔｒ ｅ ｓｏ ｎ ｅ ｓ ｃ ａ ｔｔｒ ｅ ｓｉ ｃ ｅ ｔ ｈ ｎ ｔ ａ ｆｔ ｅ ｃ ｍｂ ｎ ｄ ｉ ｔ ｒｃ ｉ ｇ ｍｕ ｐ ｅ ｍｏ ｅ ｓ ｅ
Ａｎ Ｉ ｐｒ ｖ ｄ ｍｂｉ ｄ Ｉ ｔ ｒ ｃ ｉ ｕｌｉ ｅ Ｍ ｏ ｅ ｏ ｂ ｌ ｔｃ Ｄａ ａ Ａｓ ｏ ｉ ｔｏ ｇ ｒ ｔ ｍ ｏ ｅ Ｃｏ ｎｅ ｎ ｅ ａ ｔｎｇ Ｍ ｔｐｌ ・ ｄ ｌＰｒ ｂａ ｉｉ ｉ ｔ ｓ ｃａ ｉ ｎ Ａｌ ｏ ｉｈｍ ｓ
Ｙａ ｇ Ｘｉｎｇ，Ｚｈ ｎ ｈ ｓ ｅ ｎ ｏ ａ ｇ Ｓ ｕｎ ｈ ｎｇ，Ｃｈ ｎ Ｍ ｉｇ ａ ｅ ｎ ｙｎ