機動(dòng)目標跟蹤算法在車(chē)載毫米波雷達防追尾系統中的應用

IMM算法可歸納如下4 個(gè)步驟。

步驟1 輸入交互：

根據兩模型（k-l）時(shí)刻的濾波值和模型概率，計算交互混合后的濾波初始值，包括模型1 的濾波初始值：濾波估計值X 01

（k - 1）和估計協(xié)方差μ1（k - 1）；模型2 的濾波初始值：濾波估計值X 02

（k - 1）和估計誤差協(xié)方差P02

（k - 1）。設系統在（k-1）時(shí)刻模型1 概率為μ1（k - 1），濾波值X1

（k - 1），估計誤差協(xié)方差為P2（k - 1）。模型2 的概率為μ2（k - 1），濾波值為X 2

（k - 1），系統估計誤差協(xié)方差為P2（k - 1）。則進(jìn)一步推廣到r 個(gè)模型，交互后r模型的濾波初始值為：

步驟2 模型條件濾波：

對應于模型Mj（k），以X 0j

（k - 1|k - 1），P0j（k - 1|k - 1）及Z（k）作為輸入進(jìn)行卡爾曼濾波。

卡爾曼預測方程：

i = 1rΛj（k）cj_，而Λj（k）為觀(guān)測Z（k）的似然函數：

圖2 為IMM算法結構原理圖

4 車(chē)輛運動(dòng)模型分析與IMM算法跟蹤仿真

試驗設計：考慮兩輛車(chē)在道路上同向行駛，在0~10 s 時(shí)，兩車(chē)均保持勻速直線(xiàn)運動(dòng)，由安裝在后車(chē)上的車(chē)載毫米波雷達檢測出與前車(chē)的距離為100 m，相對速度為-3 m/s，方位角2°。

在10~15 s 時(shí)，前車(chē)向右偏轉，與后車(chē)的相對角加速度為1° s2。

后車(chē)加速，與前車(chē)的縱向相對加速度為a = -1.8 m/s2。雷達的掃描周期為T(mén)=0.1 s，系統噪聲為σα = 0.3 m/s，σβ = 0.3°/s。量測誤差為σ1 = 1 mσ2 = 0.5 m/sσ3 = 0.2°/s。