應用多偵測器系統於雷達追蹤之研究 陳政斌、鍾翼能
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ABSTRACT
In the multi-target tracking systems, there are many disturbances from the outside environments to influence the estimated
correctness. Moreover, when radar systems detect a large area and only use single sensor, it needs longer sampling interval to execute the tracking process and it may lost some data. Therefore, it is important to design a new structure of the radar systems to enhance the system performance. In this thesis, a mutiple sensor fusion algorithm is proposed to improve the tracking capability. This improved filter constructs of the Kalman filter and the adaptive procedure, and integrates some related techniques included one-step conditional maximum likelihood, recursive computation method, and multi-observation. By this way, we can diminish the errors resulted from producing maneuvering targets, then, the systems will get the better tracking results. Keywords: Radar systems, multiple sensor fusion algorithm, multi-observation.
Keywords : 雷達追蹤系統 ; 資料融合 ; 多偵測器系統
Table of Contents
目 錄 封面內頁 簽名頁 授權書．．．．．．．．．．．．．．．．．．． iii 中文摘要 ．．．．．．．．．．．．．．．
．．．iv 英文摘要 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．v 誌謝 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．vi 目錄
．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．vii 圖目錄 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．ix 表目錄 ．．．．．
．．．．．．．．．．．．．．x 第一章 緒論 ．．．．．．．．．．．．．．．．1 1.1 研究動機 ．．．．．．．．．
．．．．．．．1 1.2 研究背景及目的 ．．．．．．．．．．．．．1 1.3 研究方法 ．．．．．．．．．．．．．．．．3 第二章 雷達追蹤程序 ．．．．．．．．．．．．4 2.1 雷達系統簡介 ．．．．．．．．．．．．．．4 2.2 基本原理 ．．
．．．．．．．．．．．．．．5 2.3 雷達分類 ．．．．．．．．．．．．．．．．6 2.4 追蹤雷達的基本架構 ．．．．．
．．．．．．9 2.5 目標偵測與追蹤 ．．．．．．．．．．．．．10 2.6 雷達導引飛彈簡介 ．．．．．．．．．．．．11 第三章 最佳濾波器理論 ．．．．．．．．．．．15 3.1 卡門濾波器簡介 ．．．．．．．．．．．．．15 3.2 卡門濾波器 之系統模式定義 ．．．．．．．．15 3.3 卡門濾波器之推導 ．．．．．．．．．．．．18 3.4 擴展型卡門濾波器 ．．．．
．．．．．．．．20 第四章 多感測器追蹤系統 ．．．．．．．．．．24 4.1 系統數學模型 ．．．．．．．．．．．．
．．24 4.2 數學演算架構 ．．．．．．．．．．．．．．25 4.3 資料相關結合技術 ．．．．．．．．．．．．27 4.4 變速 度目標追蹤架構 ．．．．．．．．．．．30 第五章 多目標追蹤模擬分析 ．．．．．．．．．34 5.1 四個目標追蹤模擬 分析 ．．．．．．．．．．40 第六章 結論 ．．．．．．．．．．．．．．．．46 參考文獻 ．．．．．．．．．．．．
．．．．．．47 圖 目 錄 圖2.1 基本的雷達追蹤系統架構圖 ．．．．．．．．．9 圖2.2 追蹤起始之相互關係圖 ．．．．．
．．．．．．10 圖3.1 卡門濾波器之系統方塊圖 ．．．．．．．．．．15 圖4.1 資料相關結合之概念圖 ．．．．．．．．
．．．27 圖5.1 三目標之追蹤軌跡圖，定速度 ．．．．．．．．36 圖5.2 三目標之位置誤差與速度誤差圖，定速度 ．．
．36 圖5.3 三多目標之追蹤軌跡圖，變速度 ．．．．．．．37 圖5.4 三多目標之位置誤差與速度誤差圖，變速度 ．．37 圖5.5 三多目標之追蹤軌跡圖，定速度 ．．．．．．．38 圖5.6 三目標之位置誤差與速度誤差圖，定速度 ．．．38 圖5.7 三目標之追蹤軌跡圖，變速度 ．．．．．．．．39 圖5.8 三目標之位置誤差與速度誤差圖，變速度 ．．．39 圖5.9 四目標 之追蹤軌跡圖，定速度 ．．．．．．．．42 圖5.10 四目標之位置誤差與速度誤差圖，定速度 ．．．42 圖5.11 四目標之追 蹤軌跡圖，變速度 ．．．．．．．．43 圖5.12 四多目標之位置誤差與速度誤差圖，變速度 ．．43 圖5.13 四目標之追蹤軌 跡圖，定速度 ．．．．．．．．44 圖5.14 四目標之位置誤差與速度誤差圖，定速度 ．．．44 圖5.15 四目標之追蹤軌跡圖
，變速度 ．．．．．．．．45 圖5.16 四目標之位置誤差與速度誤差圖，變速度 ．．．45 表 目 錄 表5.1 多目標之初始狀態
．．．．．．．．．．．．．．34 表5.2 多目標之變速度區間設定 ．．．．．．．．．．．34 表5.3 一般擴展式卡門濾波 器估測系統對多目標追蹤的模擬結果 ．．35 表5.4 適應性般擴展式卡門濾波器估測系統對多目標追蹤的模擬結果．35 表5.5 多目標之初始狀態 ．．．．．．．．．．．．．．40 表5.6 多目標之變速度區間設定 ．．．．．．．．．．．41 表5.7 一般擴展式卡門濾波器估測系統對多目標追蹤的模擬結果 ．．41 表5.8 適應性般擴展式卡門濾波器估測系統對多目 標追蹤的模擬結果 ．41
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