文章标题：面向港口船舶跟踪的改进辅助粒子滤波

文章作者：李波, 刘红涛
关 键 字：船舶跟踪;辅助粒子滤波;动态约束;自适应权重;随机森林
文章摘要：针对现有粒子滤波在港口船舶跟踪中受地理边界、速度、加速度和安全距离等动态约束影响导致跟踪精度下降问题，提出一种含动态多约束的辅助粒子滤波（Dynamic Multi-Constraint Auxiliary Particle Filter，DMCAPF）。首先，将上述物理约束转化为伪测量值，通过违反度量与惩罚函数搭建软约束机制，并嵌入贝叶斯框架。其次，设计双层自适应约束权重框架：第一层采用三类敏感函数生成基础权重，第二层利用随机森林模型融入环境特征实现动态修正。最后，将优化的约束权重嵌入辅助粒子滤波采样两阶段，修正粒子选择与权重更新，提高约束粒子的传播概率。实验结果表明，DMCAPF的跟踪精度可达9.8 m，约束满足率为95.4%，计算时间为0.25 s，适用于港口船舶跟踪。