目标运动分析

摘要： 针对固定单站无源定位中仅利用角度对匀速运动目标定位跟踪问题,将速率信息视为先验约束,研究并提出基于伪线性估计和加权伪线性估计的目标运动分析算法.仿真实验表明,固定单站无源定位系统在速率先验信息条件下可以通过仅测角实现对匀速运动目标的定位跟踪.

摘要： 纯方位目标运动分析对观测平台运动方式依赖性较强以及系统的非线性特性,其性能与应用需求还存在较大差距.提出一种在观测平台不机动时求解目标相对航向、在观测平台机动后求解初始距离和速度的分段建模计算方法,并进行了运动参数可解性和病态分析,提出了一种适应该算法的观测平台机动策略,从理论上得到了可解条件和克服病态的方法.该算法特点是所建立的最小二乘方程的维数较低,并且只要求观测平台机动一次即可有较好的效果,降低了对本艇机动的依赖程度.%This paper puts forward a discerption steps modeling algorithm,which solves firstly the target's relative course be-fore own submarine maneuver and secondly the target's distance and other parameters after own submarine maneuver, and an-alyzes a solvability and morbid condition, a solvable condition and method to overcome morbidity are obtained in theory. This algorithm,in which there is least square equations with less dimensions,requires own submarine to maneuver only once and is different from traditional twice maneuver method and solving algorithm.

摘要： Bearings-only target tracking is a representative nonlinear problem,pseudo linear target tracking filter is a sort of important method solving this problem in theory and engineering. To the observability question of system,which produced by pseudo linearizing the measured model of bearings-only,a new method solving target elements is presented which using time-varying optimal condition number. In theory,the optimal multiplier factor is obtained to improve the observability of system. The new method is better than the classical pseudo-linear method,which verified using results of both numerical simulation and sea experiment in system condition number and convergence probability of parameter estimators.%纯方位目标跟踪是一个典型的非线性问题,伪线性跟踪估计器是理论和工程上解决该问题的一类重要方法.针对纯方位观测模型伪线性化后,系统存在弱可观测性问题,提出了一种时变最优条件数的目标要素解算新方法,理论上给出了一个改善系统可观测性的最优乘数因子.在系统条件数和参数估计的收敛概率两个方面,数值仿真和实验数据验证都表明新方法要优于经典纯方位伪线性化方法.

摘要： 针对伪线性跟踪估计器假定误差项之间不相关且方差相等,导致利用最小二乘方法得到的目标要素的估计不是最优无偏估计的问题,提出了基于异方差伪线性模型的加权目标运动要素估计方法.该方法考虑了经典的伪线性模型误差项中随时间变化的异方差部分,首先通过方位信息估计出瞬时距离与初始距离比,得到伪线性模型误差项中的异方差部分的估计,然后利用加权最小二乘方法,得到了理论上目标要素的最优无偏估计.数值仿真和实验数据验证表明,该方法优于经典纯方位伪线性化方法.%The estimation of target elements using least square method are not optimal unbiased estimates as the pseudo linear target tracking filter based on non-correlation errors of model and equal variance.In order to solve the question,a heteroscedastic pseudo-linear model was established by using new parameter variables,based on the model,a weighted method for target motion analysis was presented.The heteroscedastic part of error of the pseudo-linear model was considered.Firstly,the ratio of instantaneous distance and initial distance were esti-mated by using bearings and the estimate of the heteroscedastic part of model error was obtained,then,By using the weighted least squared method,the optimal unbiased estimates of target elements were obtained in theory. Numerical simulation results showed that the new method was better than the classical pseudo-linear methodt.

摘要： 水下高速运动目标运动分析有其特殊性,其一即为本舰不允许进行机动,故单阵纯方位目标运动分析不适于分析水下高速运动目标,本文基于双阵方位测量值分析其运动状态.纯方位目标运动分析是典型的非线性估计问题,文中利用扩展卡尔曼滤波算法进行双阵纯方位目标运动分析,从而解算出目标运动要素.文章通过数值仿真分析算法性能,验证了该方法的有效性.

摘要： 水下高速运动目标运动分析有其特殊性，其一即为本舰不允许进行机动，故单阵纯方位目标运动分析不适于分析水下高速运动目标，本文基于双阵方位测量值分析其运动状态。纯方位目标运动分析是典型的非线性估计问题，文中利用扩展卡尔曼滤波算法进行双阵纯方位目标运动分析，从而解算出目标运动要素。文章通过数值仿真分析算法性能，验证了该方法的有效性。

摘要： 针对方位-频率目标运动分析在水下静止小平台上的应用,提出了一种基于方位-频率测量的目标运动参数联合估计方法.该方法以最小二乘估计算法估计结果作为卡尔曼滤波估计算法的初值,解决了迭代初值对卡尔曼滤波估计算法的估计性能影响较大的问题,从而提高了算法的收敛速度和估计精度.湖试结果表明:该算法具有较好的估计性能,可以作为解决水下静止平台对目标被动定位问题的一种有效方案.

摘要： A method of applying target bearings and Doppler frequency shift of line spectrum to estimate the motion parameters of a constant velocity target is presented in this paper. The method is also valid to target motion analysis without observer maneuver. First, two kinds measurement information of target is linearized and two linear models are constructed. Then using least squared method, two pseudo linear filters are obtained, the arithmetic of target elements estimation is obtained by fusion method. The main advantages of this method comparing with the former results are as follows: 1) Two linear estimators are two-dimensional systems, so the observability of them is enhanced. 2) It doesn’t necessary to estimate the original signal of line spectrum in Doppler frequency shift estimator. Numerical simulations are made to show the performance of arithmetic under different measurement errors, and the effectiveness of the proposed method is verified by experiment results.%提出一种利用目标方位信息和多普勒频移信息联合估计匀速直线运动目标要素的方法。该方法适用于观测站不机动情形下目标运动分析问题。将2种目标信息分别伪线性化，建立对应的伪线性模型，利用最小二乘方法构建2个伪线性滤波器，后融合的方法得到了目标要素估计的算法。与现有的基于方位和多普勒频移进行目标要素估计的方法相比，该方法有以下不同特点：1）2个线性估计器均是二维系统，可观测性增强；2）在多普勒频移估计器中，不需要估计线谱的原信号频率。数值仿真给出了不同观测误差下的算法性能，试验验证了方法的实际有效性。

摘要： 目标运动分析(TMA)是水下目标定位与运动参数估计的一种重要方法，针对水下多基阵对目标定位的问题,建立了多基阵目标运动分析的状态方程与测量方程,通过扩展卡尔曼滤波实现对目标运动状态的估计.在湖上试验中对三基阵目标运动分析方法进行了验证,通过数据记录装置的时统与空间坐标系的统一,根据三基阵所测目标方向能正确跟踪目标的轨迹,表明了方法的有效性.

摘要： 针对纯方位被动目标运动分析中常采用的扩展卡尔曼滤波(EKF)和修正增益扩展卡尔曼滤波(MGEKF)算法在观测中完全依赖于方位角信息,在噪声较大的环境中滤波效果比较有限的缺陷,本文将声纳观测或声纳员估计的距离信息引入到量测方程中,以改善远距离情况下目标方位角变化较慢,导致纯方位法收敛时间较长,误差较大的问题。通过Monte Carlo仿真对比,结果表明在初始值偏离真值不大的情况下,MGEKF比EKF算法滤波效果稍好,但两者对初始值特别是速度估计值都很敏感,而引入距离信息的扩展卡尔曼滤波算法的滤波结果也较为准确,特别是降低了对初始值的敏感程度,提高了稳定性。

摘要： 以浮标为发射接收平台,研究了观测量为距离的多基地浮标目标运动分析问题,采用了扩展卡尔曼滤波算法对该问题进行求解。从仿真结果可知,采用扩展卡尔曼滤波算法可以很好地解算出目标的参数。

摘要： 本文针对纯方位目标运动分析中扩展卡尔曼滤波算法易发散的不足,提出了一种自适应的算法(AEKF).该算法利用极大后验噪声估计器Sage-Husa对虚拟观测噪声进行实时在线估计,动态补偿线性化带来的误差.对比仿真分析表明,AEKF较之EKF滤波效果有所改善,增强了稳定性,提高了精度,为水下纯方位被动目标运动分析的实现提供新的方法.

摘要： 目标运动分析(TMA)是声纳系统中应用较为广泛的一种目标定位方法.因水下目标的方位信息较为可靠,故纯方位目标运动分析(BOT)成为了目标分析中应用最普遍的基本方法.但在单观测平台的目标运动分析中,只利用目标方位作为测量信息的BOT方法要求观测平台必须有效机动.为改善BOT方法的存在的问题,徐鹏等人提出了一种基于扩展卡尔曼滤波算法的方位-径向速度联合TMA方法(VEKF),但VEKF算法因泰勒级数展开的线性化过程导致滤波器发散,影响收敛时间和估计精度,且需要己知粗略的目标运动状态初始值.针对以上问题,提出了一种基于粒子滤波的方位-径向速度联合目标运动分析方法(VSIR),建立目标运动状态分析的粒子滤波算法模型,对目标位置和速度等运动要素进行估计.

摘要： 针对方位变化量较小或方位误差较大时传统纯方位目标运动分析系统不收敛的情况,文章提出了一种目标相对航向的区间估计方法.该方法利用历史参考时间点随滤波器工作参考点的突变特性,通过时空变换可自适应搜索目标航向区间.仿真结果表明,该方法在较大方位误差下仍有较好的估计性能,总能在一定置信度要求下把目标运动参数范围确定在一段区间内.

摘要： 水下无人潜航器(UUV)在进行目标方位探测时，由于水声环境的复杂性以及自噪声影响，方位历程经常会出现不确定的中断、野值和一些成片的干扰斑块，这会对无人工干预情况下目标的方位检测和跟踪造成严重影响。本文研究并实现了一种基于背景均衡和最小二乘预测的水下多目标自动跟踪算法，它能够在无人工干预情况下根据波束形成结果对多个同时出现的目标进行跟踪，为进一步的目标运动分析(TMA)以及跟踪制导提供目标的连续方位角输出。并给出了湖试数据的试验结果，效果显著。

摘要： 提出了一种新的水下目标运动分析(TMA)的数据融合方法.针对来自同一声源的不同数据测量组合后所得到的TMA估计,在EKF组合滤波器中进行数据融合,得到最终的更精确的TMA估计.仿真结果表明:数据融合后的参数估计误差曲线收敛更好,估计精度明显提高.该方法能够融合所观测的多种测量数据,充分利用来自不方面的观测信息,从而得到精度更高的目标运动参数估计结果.

摘要： 状态—空间模型是一个通用和宽容的模型，它包含了描述系统所要求的所有相关信息。贝叶斯滤波方法是解决状态估计问题的一般框架。当有新数据可用时，序贯滤波方法可以实现估计和更新待估参量。对于运动目标状态跟踪问题，利用状态—空间模型进行建模，并采用序贯贝叶斯方法进行处理，如扩展卡尔曼滤波、unscented卡尔曼滤波和质点滤波。该文给出了这3种方法的仿真结果，从而实现目标状态跟踪。

摘要： 状态—空间模型是一个通用和宽容的模型，它包含了描述系统所要求的所有相关信息。贝叶斯滤波方法是解决状态估计问题的一般框架。当有新数据可用时，序贯滤波方法可以实现估计和更新待估参量。对于运动目标状态跟踪问题，利用状态—空间模型进行建模，并采用序贯贝叶斯方法进行处理，如扩展卡尔曼滤波、unscented卡尔曼滤波和质点滤波。该文给出了这3种方法的仿真结果，从而实现目标状态跟踪。

摘要： 本发明的课题在于，提供一种简单地以高精度确定挥杆的动作范围的运动分析装置、运动分析方法以及记录介质。运动分析装置(2)具备传感器信息获取部(51)和挥杆确定处理部(52)。传感器信息获取部(51)从佩戴于对象者且感测该对象者的动作的传感器单元(1)获取作为运动信息的传感器信息。挥杆确定处理部(52)在由传感器信息获取部(51)获取的作为运动信息的传感器信息的给定的每个定时，以给定的阈值为基准来确定动作的开始时间点以及结束时间点。此外，挥杆确定处理部(52)基于所确定的动作的开始时间点以及结束时间点，确定该动作的范围内的动作。由此，在运动分析装置(2)中，能够简单地以高精度确定挥杆的动作范围。

摘要： 本发明适用于失重生理效应防护技术领域，提供了一种太空体感识别运动分析系统及运动分析方法，传感器，用于通过无标记点式光学动作捕捉方式，获取跑台上锻炼者的骨骼数据，利用骨骼数据以及预建的三维坐标系，确定所述锻炼者的人体关节点的三维坐标；所述分析人体动作数据模块，用于根据所述锻炼者的人体关节点的三维坐标的变化，生成所述锻炼者的下肢运动参数；所述显示分析结果模块，用于显示所述锻炼者的下肢运动参数，以直观展示所述锻炼者的运动姿势和状态。本发明在锻炼者跑步时，将计算分析的运动结果同步地显示在锻炼者面前，能帮助锻炼者直观掌握自己的运动姿势和状态。

摘要： 本发明提供一种运动分析方法以及运动分析装置。运动分析装置具备：运算单元(52)，所述运算单元(52)使用惯性传感器(12)的输出，来确定第一假想平面、即杆身平面，所述第一假想平面由表示静止姿态下的运动器具的杆身部延伸的方向的第一线段、和表示击球方向的第二线段构成。

摘要： 本发明提供运动分析装置、运动分析系统、运动分析方法、运动分析信息的显示方法及程序，其能够形成运动分析的结果和击球方向的关联。运动分析装置(20)包括：动作检测部(202)，其使用被安装在高尔夫球杆(3)及被测者(2)中的至少一方上的传感器单元(10)所测量出的测量数据，而对被测者(2)在击球之后以与击球方向相对应的方式实施的第一动作进行检测；击球信息生成部(204)，其根据第一动作来特定击球方向，并生成包括所述击球方向的击球信息；运动分析部(203)，其对被测者(2)击球的运动进行分析，并生成运动分析信息；存储处理部(205)，其将运动分析信息和所述击球信息以相对应设置的方式存储。

摘要： 本发明提供能够运动分析装置、运动分析方法、程序、记录介质、以及运动分析系统。使用者无法掌握击球从设定于运动器具的击球面上的基准位置起偏移了多少。传感器信息取得部(210)从传感器单元(10)中取得运动器具的围绕杆身部的轴的角速度。运动分析部(211)对运动器具的击打的时间点进行检测。计算部(212)根据击打时的角速度，而对从设定于运动器具的击球面上的基准位置至击球位置的距离进行计算。

摘要： 本发明提供一种能够减少实施所拍摄到的图像的编辑作业时的时间和精力的运动分析方法、运动分析装置、运动分析系统以及程序。运动分析方法包括：使用传感器单元(10)的输出信号而对用户(2)的运动中的动作进行检测的动作检测工序(S100)、取得拍摄装置(30)所拍摄到的用户(2)的运动的图像数据的图像数据取得工序(S110)、以及将所取得的图像数据与所检测出的动作进行对应的分析信息生成工序(S120)。

摘要： 本发明提供为了使被测者改善挥击而能够提示有益的信息的运动分析方法、运动分析装置、运动分析系统以及程序。本发明的运动分析方法包括：第一姿态信息生成工序，其使用惯性传感器的输出来生成与被测者的瞄球时的运动器具的姿态相关的第一姿态信息；第二姿态信息生成工序，其使用惯性传感器的输出来生成与被测者的击球时的运动器具的姿态相关的第二姿态信息；姿态差别信息生成工序，其使用第一姿态信息和第二姿态信息来生成与被测者的瞄球时的运动器具的姿态和被测者的击球时的运动器具的姿态之间的姿态差别相关的姿态差别信息。

摘要： 本发明提供一种运动分析方法、运动分析显示方法、运动分析装置。所述运动分析装置具有使用被安装于被测者以及被测者所操作的器具中的至少一方上的惯性传感器的输出，来对挥击时的被测者的惯用手进行判断的判断部。判断部能够根据来自惯性传感器的角速度或加速度的符号来判断惯用手。来自判断部的惯用手信息能够通过使用惯性传感器的输出而对挥杆时的运动分析信息进行计算的计算部，而被附加于运动分析信息上。运动分析装置能够包括：判断为第一被测者与第二被测者的惯用手不同的一致判断部和在不一致的情况下使第一运动分析信息进行反转的反转图像生成部。

摘要： 本发明的课题在于，提供一种简单地以高精度确定挥杆的动作范围的运动分析装置、运动分析方法以及记录介质。运动分析装置(2)具备传感器信息获取部(51)和挥杆确定处理部(52)。传感器信息获取部(51)从佩戴于对象者且感测该对象者的动作的传感器单元(1)获取作为运动信息的传感器信息。挥杆确定处理部(52)在由传感器信息获取部(51)获取的作为运动信息的传感器信息的给定的每个定时，以给定的阈值为基准来确定动作的开始时间点以及结束时间点。此外，挥杆确定处理部(52)基于所确定的动作的开始时间点以及结束时间点，确定该动作的范围内的动作。由此，在运动分析装置(2)中，能够简单地以高精度确定挥杆的动作范围。

摘要： 本发明适用于失重生理效应防护技术领域，提供了一种太空体感识别运动分析系统及运动分析方法，传感器，用于通过无标记点式光学动作捕捉方式，获取跑台上锻炼者的骨骼数据，利用骨骼数据以及预建的三维坐标系，确定所述锻炼者的人体关节点的三维坐标；所述分析人体动作数据模块，用于根据所述锻炼者的人体关节点的三维坐标的变化，生成所述锻炼者的下肢运动参数；所述显示分析结果模块，用于显示所述锻炼者的下肢运动参数，以直观展示所述锻炼者的运动姿势和状态。本发明在锻炼者跑步时，将计算分析的运动结果同步地显示在锻炼者面前，能帮助锻炼者直观掌握自己的运动姿势和状态。