任宇飞，李宇，黄海宁

(1. 中国科学院 声学研究所, 北京 100190； 2. 中国科学院大学, 北京 100190)

能量值和方位信息结合的粒子滤波算法

任宇飞1,2，李宇1，黄海宁1

(1. 中国科学院 声学研究所, 北京 100190； 2. 中国科学院大学, 北京 100190)

针对水下无人航行器自主方位跟踪中出现的目标中断、虚警以及目标关联等多个问题，本文采用一种能量值和方位信息结合的粒子滤波算法，并应用在声呐目标检测跟踪中。在粒子滤波的基础上，引入波束形成给出的波束能量作为潜在信号源真实的概率。给出了多目标关联概率的粒子滤波表达，通过插值和自动阈值方法改善波束能量曲线，增强粒子滤波性能以及目标输出的平滑性。通过数值仿真及湖试的检验，该方法能够有效得到正确的多目标跟踪结果。

信号与信息处理；水下无人平台；粒子滤波；波束能量；自动检测；自动跟踪

随着水下无人航行器(underwater unmanned vehicle，UUV)的逐渐兴起，无人探测系统的研究引起了学者极大的重视，其智能程度往往直接影响航行器的性能以及任务执行能力。无人探测系统与传统声呐系统一个极大的差别在于没有了人为判别和甄选目标的过程，只通过信号处理系统自动完成。这一过程在水下复杂的环境中进行，需要处理可能出现的目标中断、虚警野值等情况，涉及了阈值的判定、多目标的分辨与关联等多个难点问题，因此也成为提高无人探测系统性能的一个瓶颈。

目前成熟的目标方位跟踪算法包括最近邻关联方法；……