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基于模糊逻辑的交互式多模型滤波算法

周卫东 刘璐 唐佳

周卫东, 刘璐, 唐佳等 . 基于模糊逻辑的交互式多模型滤波算法[J]. 北京航空航天大学学报, 2018, 44(3): 413-419. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2017.0160
引用本文: 周卫东, 刘璐, 唐佳等 . 基于模糊逻辑的交互式多模型滤波算法[J]. 北京航空航天大学学报, 2018, 44(3): 413-419. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2017.0160
ZHOU Weidong, LIU Lu, TANG Jiaet al. Interactive multiple model filtering algorithm based on fuzzy logic[J]. Journal of Beijing University of Aeronautics and Astronautics, 2018, 44(3): 413-419. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2017.0160(in Chinese)
Citation: ZHOU Weidong, LIU Lu, TANG Jiaet al. Interactive multiple model filtering algorithm based on fuzzy logic[J]. Journal of Beijing University of Aeronautics and Astronautics, 2018, 44(3): 413-419. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2017.0160(in Chinese)

基于模糊逻辑的交互式多模型滤波算法

doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2017.0160
基金项目: 

国家自然科学基金 6157020038

详细信息
    作者简介:

    周卫东  男,博士,教授,博士生导师。主要研究方向:组合导航、数据融合技术

    刘璐  女,博士研究生。主要研究方向:非线性滤波与信息融合技术

    通讯作者:

    周卫东. E-mail: zhouweidong@hrbeu.edu.cn

  • 中图分类号: TP202+.2

Interactive multiple model filtering algorithm based on fuzzy logic

Funds: 

National Natural Science Foundation of China 6157020038

More Information
  • 摘要:

    针对交互式多模型(IMM)滤波算法在对反舰导弹的"蛇形"机动方式进行跟踪时收敛速度慢、滤波精度低的问题。在三维空间内,假定目标以匀速直线和"蛇形"机动2种方式进行运动,以相对距离和视线角为观测信息,对IMM滤波算法的模型概率更新模块进行改进,提出了基于模糊逻辑的交互式多模型(FLIMM)滤波算法。通过仿真对比分析,改进后的算法能够有效地提高收敛速度,进而获得更高的跟踪精度。

     

  • 图 1  IMM滤波算法原理框图

    Figure 1.  Principle block diagram of IMM filtering algorithm

    图 2  基于模糊逻辑的模型概率更新模块结构

    Figure 2.  Structure of model probability updating module based on fuzzy logic

    图 3  I1的隶属度函数

    Figure 3.  Membership function of I1

    图 4  I2的隶属度函数

    Figure 4.  Membership function of I2

    图 5  u的隶属度函数

    Figure 5.  Membership function of u

    图 6  目标的运动轨迹

    Figure 6.  Motion trail of target

    图 7  z向位置估计误差

    Figure 7.  Estimation error of position in z axis

    图 8  z向速度估计误差

    Figure 8.  Estimation error of velocity in z axis

    图 9  z向加速度估计误差

    Figure 9.  Estimation error of acceleration in z axis

    表  1  模糊逻辑规则

    Table  1.   Rule of fuzzy logic

    规则号 I1 I2 u
    1 S N S
    2 S Z S
    3 S P M
    4 M N S
    5 M Z M
    6 M P B
    7 B N M
    8 B Z B
    9 B P B
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  • [1] 周荻.寻的导弹新型导引规律[M].北京:国防工业出版社, 2002:11-26.

    ZHOU D.New type homing missile guidance law[M]. Beijing:National Defence Industry Press, 2002:11-26(in Chinese).
    [2] XING X F, ZUO L L, LEI S. Maneuvering target tracking using real-time input estimation[C]//Proceedings of the 1996 CIE International Conference of Radar Proceedings. Piscataway, NJ: IEEE Press, 1996: 731-734.
    [3] BAR-SHALOM Y, LI X R, KIRUBARAJAN T.Estimation with applications to tracking and navigation:Theory algorithms and software[M]. New York:John Wiley & Sons.Inc., 2001:115-178.
    [4] JOHNSTON L A, KRISHNAMURTHY V.An improvement to the interacting multiple model (IMM) algorithm[J]. IEEE Transactions on Signal Processing, 2001, 49(12):2909-2923. doi: 10.1109/78.969500
    [5] 周宏仁, 敬忠良, 王培德.机动目标跟踪[M].北京:国防工业出版社, 1991:89-122.

    ZHOU H R, JING Z L, WANG P D.Maneuver targets tracking[M]. Beijing:National Defence Industry Press, 1991:89-122(in Chinese).
    [6] 刘胜, 张红梅.最优估计理论[M].北京:科学出版社, 2011:102-134.

    LIU S, ZHANG H M.The optimal estimation theory[M]. Beijing:Science Press, 2011:102-134(in Chinese).
    [7] VASUHI S, VAIDEHI V.Target tracking using interactive multiple model for wireless sensor network[J]. Information Fusion, 2016, 27(1):41-53. http://dl.acm.org/citation.cfm?id=2824421
    [8] LIU M Y, LI Y, ZHANG X J.A research on the weight of interactive multiple model in maneuvering target tracking[J]. Applied Mechanics and Materials, 2014, 568-570:1008-1011. doi: 10.4028/www.scientific.net/AMM.568-570
    [9] 王立新, 王迎军.模糊系统与模糊控制教程[M].北京:清华大学出版社, 2003:193-244.

    WANG L X, WANG Y J.The tutorial of fuzzy system with fuzzy logic[M]. Beijing:Tsinghua University Press, 2003:193-244(in Chinese).
    [10] 刘政, 马增强, 柳晓云, 等.基于模糊推理的改进的交互式多模型算法[J].济南大学学报(自然科学版), 2017, 31(2):129-135. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-SDJC201702006.htm

    LIU Z, MA Z Q, LIU X Y, et al.The improved interactive multiple model algorithm based on fuzzy reasoning[J]. Journal of University of Jinan(Science and Technology), 2017, 31(2):129-135(in Chinese). http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-SDJC201702006.htm
    [11] 刘杨, 姜礼平, 王炜.一种结合弹道规律的模糊交互式多模型算法[J].海军工程大学学报, 2015, 27(1):41-44. http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=hjgcdxxb2015010010

    LIU Y, JIANG L P, WANG W.A fuzzy interactive multiple model algorithm combined with ballistic rule[J]. Journal of Naval Engineering University, 2015, 27(1):41-44(in Chinese). http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=hjgcdxxb2015010010
    [12] 国强, 贺紫兰.一种新的模糊控制多模型算法在目标跟踪中的应用[J].哈尔滨工业大学学报, 2016, 48(11):123-128. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/hebgydxxb201611020

    GUO Q, HE Z L.The application of a new fuzzy multiple model control algorithm in target tracking[J]. Journal of Harbin Institute of Technology, 2016, 48(11):123-128(in Chinese). http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/hebgydxxb201611020
    [13] 付魏, 郑宾.基于模糊控制交互式多模型粒子滤波的静电机目标跟踪[J].兵工学报2014, 35(1):42-48. http://d.wanfangdata.com.cn/Periodical_bgxb201401006.aspx

    FU W, ZHENG B.Electrostatic maneuvering target tracking based on fuzzy interacting multiple model particle filter[J]. Acta Armamentarii, 2014, 35(1):42-48(in Chinese). http://d.wanfangdata.com.cn/Periodical_bgxb201401006.aspx
    [14] 张翼飞, 邓方林, 顾文锦.反舰导弹末端机动弹道设计及弹道仿真[J].计算机仿真, 2005, 22(2):19-22. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/jsjfz200502006

    ZHANG Y F, DENG F L, GU W J.Anti-ship missile terminal maneuver trajectory design and trajectory simulation[J]. Computer Simulation, 2005, 22(2):19-22(in Chinese). http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/jsjfz200502006
    [15] 李新国, 方群.有翼导弹飞行动力学[M].西安:西北工业大学出版社, 2005:26-63. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/jsjfz200502006

    LI X G, FANG Q.Flight dynamics of winged missile[M]. Xi'an:Northwestem Polytechnical University Press, 2005:26-63(in Chinese). http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/jsjfz200502006
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出版历程
  • 收稿日期:  2017-03-20
  • 录用日期:  2017-06-16
  • 刊出日期:  2018-03-20

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