Adaptive Estimation of a Moving Object Trajectory Using Sequential Hypothesis Testing

В статье рассматривается задача адаптивного оценивания траектории движущегося объекта и обнаружения изменения режима движения. Предполагается, что объект движется по сложной траектории и в известные моменты времени может происходить переключение режима движения объекта на один из трех возможных режимов: равномерное прямолинейное движение или равномерное движение против или по часовой стрелке. Разработан новый алгоритм, основанный на сочетании гибридной линейной стохастической модели движения объекта, банке конкурирующих фильтров Калмана и решающем правиле на основе последовательного тестирования гипотез. Приведено
детальное описание решающего правила и предложенного алгоритма в виде псевдокода. Программная реализация алгоритма выполнена на языке Matlab. Рассмотрен численный пример адаптивного оценивания движения объекта по сложной траектории, состоящей из девяти различных участков. Проведены вычислительные эксперименты с различными уровнями помех в измерениях. Полученные результаты подтверждают эффективность предложенного алгоритма.

Ключевые слова

aдаптивное оценивание; движущийся объект; последовательное тестирование гипотез.

Литература

1. Kim, S. Implementation of Tracking and Capturing a Moving Object Using a Mobile Robot / S. Kim, J. Park, J. Lee // International Journal of Control, Automation and Systems. - 2005. - V. 3, № 3. - P. 444-452.
2. Hassani, V. A Novel Methodology for Adaptive Wave Filtering of Marine Vessels: Theory and Experiments / V. Hassani, A.M. Pascoal, A.J. Sorensen // Proceedings of the 52nd Annual Conference on Decision and Control (CDC), Florence, Italy. - 2013. - P. 6162-6167.
3. Bar-Shalom, Y. Estimation with Applications to Tracking and Navigation: Theory, Algorithms and Software / Y. Bar-Shalom, X.R. Li, T. Kirubarajan. - New Jersey: John Wiley and Sons, 2002.
4. Семушин, И.В. Моделирование и оценивание траектории движущегося объекта / И.В. Семушин, А.В. Цыганов, Ю.В. Цыганова, А.В. Голубков, С.Д. Винокуров // Вестник ЮУрГУ. Серия: Математическое моделирование и программирование. - 2017. - Т. 10, № 3. - С. 108-119.
5. Wald, A. Sequential Analysis / A. Wald. - New York: John Wiley and Sons, 1947.
6. Голубков, А.В. Адаптивное оценивание параметров движения объекта на основе гибридной стохастической модели / А.В. Голубков, А.В. Цыганов, Ю.В. Цыганова // Сборник докладов IV Международной конференции 'Информационные технологии и нанотехнологии' (ИТНТ 2018), Самара, Россия. - 2018. - С. 2064-2074.