一种基于期望最大化的空中机动目标航迹粘连方法

摘要

本发明涉及一种基于期望最大化的空中机动目标航迹粘连方法，在多杂波、多目标环境下，将机动起始和终结时刻(即航迹粘连外推起点和终点)作为缺失变量、转弯机动量作为待估计量，在EM框架下，对机动时刻和转弯角速度联合优化，且迭代过程中量测不断更新，同时得到精确的状态估计，最终实现准确的航迹粘连。在雷达、红外等典型探测装备中的空中机动目标的稳定跟踪有很大的应用价值。本发明的有益效果是：实现机动参量和机动时刻的最优辨识，同时得到目标状态的最优估计，进而利用二维分配实现多目标航迹粘连。该方法可以实现高精度航迹粘连，提高航迹连续性，并在仿真实验和空管实装数据中得到了验证。

主权项

一种基于期望最大化的空中机动目标航迹粘连方法，其特征在于包括以下步骤：步骤1、设定约束条件、确定候选航迹关联对：将跟踪航迹段分为已终结航迹集合和新起始航迹集合；对航迹段集合进行目标运动时间顺序、目标速度上下界和角加速度上下界约束确定候选关联对；步骤2、在EM框架下不断迭代优化，对A中产生的每个候选关联对计算该关联对的代价函数：将机动起始时刻和结束时刻建模为缺失变量、转弯角速度建模为待估计量，并对转弯角速度初始化；步骤a、状态估计：根据第r次迭代的最优转弯角速度，计算航迹断裂期间的目标状态估计值及协方差；其中：迭代次数r＝1,2...；步骤b、期望步：利用断裂期间及航迹段的状态估计、协方差和w^(r)计算条件期望函数；步骤c、最大化步：选取使得期望函数达到最大的转弯角速度作为该次迭代的最优角速度w^(r+1)；步骤d、迭代终结判断：计算相邻两次迭代的似然函数条件期望值，若其差值小于一定阈值或迭代次数达到最大，则迭代终结，转到e，否则令r＝r+1返回a；步骤e、根据迭代终结时的最优转弯角速度和最优机动起始时刻、结束时刻计算该候选对似然函数的条件期望作为关联代价：步骤3、对全局代价函数进行二维分配求解最优的航迹关联对，将最优的航迹关联对进行粘连。