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基于机场活动地图信息改进AIMM-UKF算法的移动目标跟踪
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作者 常鑫 马光辉 +1 位作者 高建树 郝世宇 《交通信息与安全》 CSCD 北大核心 2024年第2期87-94,104,共9页
针对机场场面高密度交通以及多类型移动目标的特殊性,为保证机场自动化设备如无人驾驶技术在机场内的应用,需要进一步优化定位算法来提高移动目标的跟踪精度;通过分析现有的自适应交互式多模型-无迹卡尔曼滤波跟踪算法(adaptive interac... 针对机场场面高密度交通以及多类型移动目标的特殊性,为保证机场自动化设备如无人驾驶技术在机场内的应用,需要进一步优化定位算法来提高移动目标的跟踪精度;通过分析现有的自适应交互式多模型-无迹卡尔曼滤波跟踪算法(adaptive interactive multi-model-unscented Kalman filter algorithm,AIMM-UKF)在移动目标跟踪过程中模型匹配度和跟踪精度上的不足,研究了1种基于机场活动地图信息改进的自适应交互式多模型-无迹卡尔曼滤波跟踪算法。根据机场地图数据库(airport map database,AMDB)细化的机场操作规程文件,通过ArcGIS软件对某机场施工CAD图简化处理并利用二次多项式配准法对机场地图进行精确校正,完成高精度机场地图修正,将接收到的机场智能监控设备采集到的数据进行实时处理,结合高精度机场地图信息对发生位置偏移的移动目标的坐标信息进行修正,改变移动目标跟踪算法的观测值,在自适应修正马尔可夫转移概率矩阵的基础上,利用观测矩阵对其进行二次修正,提高移动目标跟踪精度和模型匹配度。经蒙特卡洛仿真实验表明:该改进算法利用高精度机场地图信息对移动目标的观测值进行修正,与自适应修正马尔可夫转移概率矩阵的交互式多模型-无迹卡尔曼滤波算法相比,位置的均方根误差(root mean square error,RMSE)平均降低了62.69%,速度的RMSE平均降低了56.84%。本文算法具有更高的模型匹配度和更佳的滤波效果,提高了场面移动目标的跟踪精度。 展开更多
关键词 机场交通管控与运行 场面移动目标 机场地图数据库 AIMM-UKF 转移概率矩阵 观测矩阵
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考虑碰撞概率的机场场面交叉口冲突预警方法
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作者 常鑫 马光辉 +2 位作者 高建树 杨威屏 范翔宇 《科学技术与工程》 2025年第11期4776-4785,共10页
在智慧机场迅速崛起的背景下,自动驾驶车辆的广泛部署要求有一个高效的安全运行系统。为了开发一种基于碰撞概率的机场无人驾驶车辆碰撞预警方法,以ADS-B数据为基础,考虑在滑行道路段和交汇点处飞机与车辆的交互情况,分别对这两种交互... 在智慧机场迅速崛起的背景下,自动驾驶车辆的广泛部署要求有一个高效的安全运行系统。为了开发一种基于碰撞概率的机场无人驾驶车辆碰撞预警方法,以ADS-B数据为基础,考虑在滑行道路段和交汇点处飞机与车辆的交互情况,分别对这两种交互环境进行碰撞概率方法分析;然后通过对单车预警仿真图进行分析设置不同级别的预警阈值,当碰撞概率0.3≤p(c)≤0.5时,跟随车辆进入二级预警状态,车辆制动加速度取值范围为0.5~1.5 m/s2;当p(c)>0.5时,跟随车辆进入一级预警状态,车辆制动加速度取最大值为2 m/s2;并根据设定的预警阈值分别对同一滑行道和交汇点处进行仿真分析;仿真测试显示,基于碰撞概率的预警方法能够计算出车辆在滑行道上行驶发生碰撞的概率,并根据相对应的预警阈值进行减速制动,有效降低了碰撞事故的可能性;通过蒙特卡洛随机模拟实验,得到交叉口处不同驾驶方式下的碰撞概率变化图,利用分级预警进行仿真分析,仿真实验表明无论哪种驾驶方式,该预警算法都能有效避免碰撞冲突,进一步证明所提方法具有较高的适应性。所构建的基于碰撞概率的机场无人驾驶车辆碰撞预警方法,能够有效避免机场场面碰撞冲突的发生,同时显著提升无人驾驶车辆在机场环境中的安全性。 展开更多
关键词 机场交通管控与运行 无人驾驶车辆 滑行道 交叉冲突 碰撞预警
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