DOI QR코드

DOI QR Code

JPDAS Multi-Target Tracking Algorithm for Cluster Bombs Tracking

자탄 추적을 위한 JPDAS 다중표적 추적알고리즘

  • Kim, Hyoung-Rae (Department of Electronic Engineering, Korea Advanced Institute of Science and Technology(KAIST)) ;
  • Chun, Joo-Hwan (Department of Electronic Engineering, Korea Advanced Institute of Science and Technology(KAIST)) ;
  • Ryu, Chung-Ho (Agency for Defense Development) ;
  • Yoo, Seung-Oh (Agency for Defense Development)
  • 김형래 (한국과학기술원 전자 및 전자공학과) ;
  • 전주환 (한국과학기술원 전자 및 전자공학과) ;
  • 류충호 (국방과학연구소) ;
  • 유승오 (국방과학연구소)
  • Received : 2016.04.12
  • Accepted : 2016.06.22
  • Published : 2016.07.07

Abstract

JPDAF is a method of updating target's state estimation by using posterior probability that measurements are originated from existing target in multi-target tracking. In this paper, we propose a multi-target tracking algorithm for falling cluster bombs separated from a mother bomb based on JPDAS method which is obtained by applying fixed-interval smoothing technique to JPDAF. The performance of JPDAF and JPDAS multi-target tracking algorithm is compared by observing the average of the difference between targets' state estimations obtained from 100 independent executions of two algorithms and targets' true states. Based on this, results of simulations for a radar tracking problem that show proposed JPDAS has better tracking performance than JPDAF is presented.

JPDAF(Joint Probabilistic Data Association Filter)는 다중표적 추적에서 존재하는 표적에서 측정값들이 유래되었을 사후 확률을 이용하여 표적의 상태 추정치에 대한 갱신을 진행하는 방식이다. 이러한 JPDAF 방식에 고정구간 평활화(fixed-interval smoothing)기법을 적용하여 얻은 JPDAS(Joint Probabilistic Data Association Smoothing) 방식을 기반으로 이 논문에서는 모탄에서 분리되어 낙하하는 다수의 자탄에 대한 다중표적 추적알고리즘을 제안하였다. 독립적으로 JPDAF와 JPDAS를 이용한 다중표적 추적알고리즘을 100번 수행하여 얻은 표적의 상태 추정치와 표적의 실제 상태의 차이의 평균으로 두 다중표적 추적알고리즘의 성능을 비교하였다. 이를 기반으로, 제안한 JPDAS가 JPDAF보다 레이다의 표적 추적 문제에 대한 성능이 좋음을 보여주는 시뮬레이션 결과들이 제시되었다.

Keywords

References

  1. D. B. Reid, "An algorithm for tracking multiple targets", IEEE Transactions on Automatic Control, vol. AC-24, no. 6, pp. 843-854, Dec. 1979.
  2. T. E. Fortmann, Y. Bar-Shalom, and M. Scheffe, "Sonar tracking of multiple targets using joint probabilistic data association", IEEE Journal of Oceanic Engineering, vol. OE-8, no. 3, pp. 173-184, Jul. 1983.
  3. A. K. Mahalanabis, B. Zhou, and N. K. Bose, "Imporved multi-target tracking in clutter by PDA smoothing", IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems, vol. 26, no. 1, pp. 113-121, Jan. 1990. https://doi.org/10.1109/7.53417
  4. D. Simon, Optimal State Estimation: Kalman, H Infinity, and Nonlinear Approaches, John Wiley & Sons, pp. 263-294, 2006.
  5. H. E. Rauch, F. Tung, and C. T. Striebel, "Maximum likelihood estimates of linear dynamic systems", AIAA Journal, 3.8, pp. 1445-1450, 1965. https://doi.org/10.2514/3.3166
  6. P. Hedelin, "Can the zeros-lag filter be a good smoother?", IEEE Transactions on Information Theory, vol. 23, no. 4, pp. 490-499, Jul. 1977. https://doi.org/10.1109/TIT.1977.1055729
  7. R. Gessing, "Recursive smoothing for discrete-time systems as a filtering problem", IEE Proceedings D(Control Theory and Applications), vol. 131, no. 4, pp. 140-141, Jul. 1984. https://doi.org/10.1049/ip-d.1984.0023
  8. Y. Bar-Shalom, T. E. Fortmann, Tracking and Data Association, Academic Press Professional, Inc, pp. 150-156, 1987.
  9. 정광용, 위상 배열 다기능 레이다의 탄도탄 추적 필터 성능 분석, 한국전자파학회논문지, 23(8), pp. 995-1001, 2012년 8월. https://doi.org/10.5515/KJKIEES.2012.23.8.995