一种基于连续时空航迹函数随机过程的高速机动目标跟踪方法

1.一种基于连续时空航迹函数随机过程的高速机动目标跟踪方法，其特征在于，包括：基于连续时间轨迹函数将未知运动模型的高速机动目标的连续时空航迹建模为随机过程；将目标航迹随机过程的均值函数建模为一个连续时空航迹函数；对连续时空航迹函数进行拟合估计，输出目标状态；所述基于连续时间轨迹函数将未知运动模型的高速机动目标的连续时空航迹建模为随机过程，具体为：基于连续时间轨迹函数T-FoT将未知运动模型的高速机动目标的连续时空航迹 建模为一个由参数 指定的随机过程 ；则目标任何一次航迹为该随机过程的一个样本，即连续时空域航迹函数 满足：式中， 表示时间， 表示 时刻目标状态， 为随机过程的均值函数；将目标航迹随机过程通过GP建模为：其中， 表示GP随机过程， 表示具有参数的协方差核函数；所述将目标航迹随机过程的均值函数建模为一个连续时空航迹函数，具体为：将目标航迹均值函数 参数化为 ，由参数 确定：通过实时估计参数 ，即可获得目标航迹均值函数 ；假设 时刻估计的航迹均值函数参数为 ，则其中， 表示多项式航迹系数， 表示多项式阶数， 对应目标初始位置， 对应速度， 对应加速度；所述对连续时空航迹函数进行优化估计，输出目标状态，具体为：对目标均值函数参数和状态进行估计建立传感器量测模型：式中， 表示目标在 时刻的量测值，用于计算更新系统状态值； 表示量测函数； 表示在 时刻的观测噪声，将其假定为高斯噪声；选取多项式阶次来拟合相应时间窗的目标均值函数，基于最小二乘法拟合残差估计系数参数 ：式中， 表示 之间的某种距离， 表示 时刻观测数据，当 时 ， 表示量测函数， 表示观测误差；通过确定的均值函数阶次和系数获取相应采样时刻的目标均值函数状态估计；利用GP弥补均值函数拟合的残差函数，获得当前时刻目标状态估计，包括：使用初始滑窗内量测数据进行GP初始化建模，利用首 个测量样本建立初始滑窗，使用GP回归对初始滑窗内目标航迹函数进行拟合，即：求得首个滑窗内目标航迹所属联合高斯的均值和协方差，其形式为：其中， 是概率密度函数； 表示均值为 、协方差为 的高斯分布； 和 分别表示初始滑窗内量测数据集的GP均值和协方差，具体表达如下：确定超参数向量的初始分布，其形式为：其中， 和 分别表示初始超参数向量的GP均值和协方差；将GP均值估计作为当前时刻拟合残差函数 的状态估计 ，求得当前时刻的目标状态估计：GP协方差估计作为当前时刻拟合残差函数 的协方差估计，获得目标航迹函数随机过程的GP闭合解。 2.根据权利要求1所述一种基于连续时空航迹函数随机过程的高速机动目标跟踪方法，其特征在于，所述连续时空航迹为采用基于状态空间模型的二维航迹生成方法来构建匀速直线运动CV和匀速圆周运动CT两种运动模型航迹库并将其组合来模拟真实机动目标航迹。 3.一种用于权利要求1所述的基于连续时空航迹函数随机过程的高速机动目标跟踪方法的性能比较方法，其特征在于，以均方根误差RMSE为比较指标，定义 时刻目标位置RMSE为：式中， 和 是目标的真实状态， 和 是输出的状态估计。 4.一种计算机系统，其特征在于包括：一个或多个处理器，计算机可读存储介质，用于存储一个或多个程序，其中，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器实现权利要求1或3任一项所述的方法。 5.一种计算机可读存储介质，其特征在于存储有计算机可执行指令，所述指令在被执行时用于实现权利要求1或3任一项所述的方法。 6.一种计算机程序产品，其特征在于包括计算机可执行指令，所述指令在被执行时用于实现权利要求1或3任一项所述的方法。