论文部分内容阅读
随着现代雷达技术在船舶导航领域的广泛应用,目标跟踪系统成为了船舶导航雷达的一个重要组成部分,在保障海上航行安全方面起到了重要作用。而雷达显控终端则是另一个极为重要的组成部分,扮演着与船员直接交互的角色。本文围绕这两个船舶导航雷达的重要系统,针对传统的机动目标模型需要对目标的机动参数进行先验假设的缺陷,提出了一种基于加速度预估计模型的机动频率自适应跟踪算法(AAPM),并通过嵌入式软硬件技术设计和实现了一个具有目标跟踪功能的导航雷达显控终端。 本文的主要研究成果如下: (1)阐述了机动目标跟踪的基本原理,将经典的机动目标模型按照白噪声输入和有色噪声输入进行了分类,对这些模型分别进行了详细的分析和推导,比较了各模型的优缺点。 (2)研究了机动目标跟踪的经典算法,分析了各算法的具体原理,给出了各算法的工作流程。仿真比较了交互式多模型(IMM)滤波算法与单模型滤波算法,仿真结果表明,相比于单模型滤波算法,IMM滤波算法能够更好地适应目标运动状态的变化,具有更为优良的目标跟踪性能,但运算量较大。 (3)针对传统的机动目标模型需要人为设定目标机动参数的缺陷,研究了一种加速度预估计模型(APM)。仿真结果表明,相对于“当前”统计模型,APM模型具有更好的目标跟踪性能。针对APM模型仍然需要人为确定目标机动频率的问题,提出了一种基于APM模型的机动频率自适应跟踪算法(AAPM)。仿真结果表明该改进算法有效地提高了目标跟踪性能。 (4)根据船舶导航雷达的实际需求,设计了软硬件系统方案。基于Linux系统下的Qt Creator构建了一体化的嵌入式开发环境,有效地简化了嵌入式软件开发、调试和移植的过程。通过Qt完成了显控终端程序的开发,包括界面框架、雷达目标显示模块、雷达状态显示模块、目标参数显示模块以及雷达操作控制模块;并进一步设计完成了目标跟踪系统,实现了目标航迹显示;最后将程序移植到嵌入式平台进行实机测试,测试结果表明该嵌入式显控终端满足设计要求。