基于矢量对偶四元数的水下机动目标自适应跟踪

摘要

为实现水下机动目标准确可靠跟踪,本文将水下目标视为刚体,考虑水下机动目标平动转动耦合现象,提出了一种自适应跟踪算法.采用矢量对偶四元数对水下非合作目标的运动学与动力学过程进行建模,对其六自由度耦合运动进行一体化描述,更加真实简洁的反映水下目标的运动特性.考虑水下环境干扰对观测量的影响,结合自适应卡尔曼滤波算法,通过实时计算新息信息调整滤波增益,对水下机动目标当前状态进行自适应估计,克服了传统非线性卡尔曼滤波算法不能处理受扰观测的局限.基于Matlab仿真平台完成了对所设计算法的蒙特卡洛仿真.仿真结果表明:在给定的水下三维仿真空间内,所设计的算法能够对水下机动目标进行准确可靠的跟踪.