Об универсальных моделях состояния для задач слежения и навигации беспилотных движущихся объектов

Для постановки большинства навигационных задач требуется корректно сформулировать задачу фильтрации состояния стохастической динамической системы по косвенным наблюдениям. Если навигация выполняется в некооперативном сценарии, когда наблюдаемый объект и измерительная система не взаимодействуют, априорная информация о модели движения либо ограничена простыми описаниями цели и условиями среды, либо вообще отсутствует. Для таких случаев в статье предлагается несколько универсальных моделей, требующих минимального объема информации о параметрах движущегося объекта. В основе моделей лежит простое движение с постоянной скоростью. Отсутствие информации об этой скорости дополняет собственно навигацию задачей ее идентификации. Направление движения задается значением средней скорости, которое может изменяться от траектории к траектории, в том числе в зависимости от координат объекта в момент обнаружения. Неопределенность движения моделируется несколькими вариантами аддитивных (коррелированных и некоррелированных) возмущений, имитирующих хаотическое движение с сохранением общего направления. Более сложная модель исходит из предположения о периодической смене средней скорости движения, аналога движения с кусочно-постоянной скоростью. Такие изменения модели движения моделирует пуассоновский поток событий. Отмечается, что даже в условиях наличия априорной информации об этом потоке задача навигации сопровождается чрезвычайно сложной задачей идентификации, так как требуется оценивать изменившуюся среднюю скорость на коротком интервале наблюдения. Приведены характерные примеры рассчитанных траекторий.