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面向三维目标跟踪的状态转换卡尔曼滤波方法 被引量：3
1
作者 刘增力 张文 +3 位作者 曹奇宏 赵宣植 刘康 曾赛 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第11期3998-4010,共13页
雷达及声呐系统采集的三维球坐标量测与运动目标的笛卡尔坐标状态呈非线性,导致跟踪精度受限,而具有强非线性的多普勒量测更难以高效利用。针对上述问题,构造由距离、俯仰角、方位角及其微分组成的状态向量,使测量方程线性化;在距离、... 雷达及声呐系统采集的三维球坐标量测与运动目标的笛卡尔坐标状态呈非线性,导致跟踪精度受限,而具有强非线性的多普勒量测更难以高效利用。针对上述问题,构造由距离、俯仰角、方位角及其微分组成的状态向量,使测量方程线性化;在距离、俯仰角构成二维时变极坐标系中对常微分动力学方程离散化,再基于投影关系引入方位角,建立球坐标系中的典型三维常速度和常加速度运动模型;结合标准卡尔曼滤波在线性高斯框架下,实现跟踪以避免非线性误差。通过仿真验证了在包括多普勒雷达等若干三维跟踪场景下提出方法的有效性与性能优势。 展开更多
关键词 多普勒雷达 三维目标跟踪 非线性滤波 状态转换卡尔曼滤波
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一种精确的前向散射雷达三维目标跟踪方法 被引量：2
2
作者 胡程 孙鹭怡 +1 位作者 曾涛 周超 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第9期942-948,共7页
针对一般测量精度下初始状态估计误差大,导致滤波易发散的问题,提出了一种基于解析推导和Leven-berg-Marquardt算法的初始状态估计方法,能够在目标参数测量精度不高的情况下获得比较精确的初始值;针对滤波过程计算量太大、收敛速度慢的... 针对一般测量精度下初始状态估计误差大,导致滤波易发散的问题,提出了一种基于解析推导和Leven-berg-Marquardt算法的初始状态估计方法,能够在目标参数测量精度不高的情况下获得比较精确的初始值;针对滤波过程计算量太大、收敛速度慢的问题,结合精确的初始状态估计值和扩展卡尔曼滤波(EKF)实现了前向散射雷达三维目标的精确跟踪.通过仿真和比较分析表明,EKF算法跟踪精度高,收敛速度快,且计算量小. 展开更多
关键词 前向散射雷达 三维目标跟踪 初始状态估计 扩展卡尔曼(EKF) 滤波算法
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基于扩展核相关滤波的三维目标跟踪 被引量：2
3
作者 刘烨 《南京邮电大学学报（自然科学版）》 北大核心 2018年第5期79-84,共6页
与传统RGB相机相比,RGB-D相机能够提供场景的深度信息,有利于更好地解决目标跟踪问题。现有的方法通常将深度通道作为常规的颜色通道来处理,这忽略了深度信息包含的场景三维结构。文中提出一种将核相关滤波器(KCF)与场景三维结构相结合... 与传统RGB相机相比,RGB-D相机能够提供场景的深度信息,有利于更好地解决目标跟踪问题。现有的方法通常将深度通道作为常规的颜色通道来处理,这忽略了深度信息包含的场景三维结构。文中提出一种将核相关滤波器(KCF)与场景三维结构相结合的方法,通过将核相关滤波器得到的二维响应反投影到三维空间,再通过均值漂移确定目标在三维空间中的位置。通过目标的三维位置又能计算出目标在图像中的尺度。同时,提出一种机制能够有效处理目标完全遮挡。实验表明文中提出的方法能够有效地跟踪目标的三维位置,同时对于遮挡以及光照变化有较好的鲁棒性。 展开更多
关键词 三维目标跟踪 深度相机 核相关滤波 均值漂移
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基于非均匀采样的多模型红外三维目标跟踪
4
作者 王松伟 李言俊 张科 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2009年第6期445-449,共5页
针对红外三维目标跟踪过程中目标姿态变化导致跟踪器失效的问题,提出了一种基于非均匀采样的多模型方法.首先用若干个原型视图表征三维目标,将这些原型视图对应的原型形状作为目标的多模型形状表示,并建立了这些原型形状之间的转移概率... 针对红外三维目标跟踪过程中目标姿态变化导致跟踪器失效的问题,提出了一种基于非均匀采样的多模型方法.首先用若干个原型视图表征三维目标,将这些原型视图对应的原型形状作为目标的多模型形状表示,并建立了这些原型形状之间的转移概率矩阵.在粒子滤波框架下,以对数极坐标变换下的原型视图中目标的灰度分布特征作为参考目标模型.通过对形状转移概率采样,实现了样本形状的转移与传播.此方法提高了跟踪器对于姿态变化的鲁棒性,同时具有非均匀采样特性的对数极坐标变换可以抑制图像尺度、旋转造成的畸变,并起到压缩周边的计算量的作用.仿真结果表明,这种算法对三维目标有较好的跟踪效果. 展开更多
关键词 非均匀采样 对数极坐标变换 多模型 粒子滤波 三维目标跟踪
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基于角度交并比和自适应生命周期的三维多目标跟踪算法
5
作者 孙鑫宇 金立生 +3 位作者 霍震 王欢欢 贺阳 刘栋 《汽车工程》 北大核心 2025年第6期1169-1176,共8页
针对智能汽车在真实交通环境跟踪周围目标时面临的轨迹错误关联和过早删除问题,本文提出一种基于角度交并比和自适应生命周期的三维多目标跟踪算法。首先,采用分数过滤与非极大值抑制分别去除低置信度和重叠的检测框,结合恒定速度模型... 针对智能汽车在真实交通环境跟踪周围目标时面临的轨迹错误关联和过早删除问题,本文提出一种基于角度交并比和自适应生命周期的三维多目标跟踪算法。首先,采用分数过滤与非极大值抑制分别去除低置信度和重叠的检测框,结合恒定速度模型与卡尔曼滤波消除轨迹的帧间位移。其次,考虑位置和角度因素设计角度交并比,使用匈牙利算法求解二部图最优匹配。最后,根据轨迹中断与目标距离第一性原理制定自适应生命周期策略,以动态管理轨迹状况。实验表明,改进后的方法在Waymo数据集上车辆、骑车者和行人3类目标的Mismatch依次为0.07%、0.27%和0.29%,相比于基线算法分别下降0.03%、0.18%和0.21%;在nuScenes数据集上,所提方法的IDS为312次,与基线算法相比降低49.9%。提出的角度交并比和自适应生命周期能够减少身份切换次数,改进的三维多目标跟踪算法可以获得准确稳定的时序轨迹。 展开更多
关键词 自动驾驶 激光雷达 三维多目标跟踪 角度交并比 自适应生命周期
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改进关联策略的三维多目标跟踪算法
6
作者 易可夫 文昭程 胡荣东 《现代电子技术》 北大核心 2024年第16期85-89,共5页
为提高基于激光雷达的三维多目标跟踪准确度,提出一种基于检测的3D多目标跟踪算法。使用深度神经网络从激光点云中获取目标的位置信息后,对目标跟踪算法中的关联策略进行了优化。首先,估计出目标的速度信息,与位置信息一同纳入观测值,在... 为提高基于激光雷达的三维多目标跟踪准确度,提出一种基于检测的3D多目标跟踪算法。使用深度神经网络从激光点云中获取目标的位置信息后,对目标跟踪算法中的关联策略进行了优化。首先,估计出目标的速度信息,与位置信息一同纳入观测值,在BEV视角下使用卡尔曼滤波器对目标的状态进行预测与更新;然后,基于目标与激光雷达的距离来评估目标位置的不确定度,用于修正观测模型中的协方差矩阵;最后,在马氏距离中添加对目标测量的不确定性加权项,使用匈牙利算法进行数据关联。在大规模自动驾驶数据集Nuscenes上对所提算法进行了测试,得出其跟踪精度超过了现有的基线方法。消融实验结果表明,所提出的改进措施能有效提高三维多目标跟踪的性能。 展开更多
关键词 三维多目标跟踪 关联策略 激光雷达点云 不确定度评估 卡尔曼滤波器 协方差矩阵 马氏距离 匈牙利算法
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基于区域的弱纹理零件三维跟踪方法
7
作者 徐一成 里鹏 +1 位作者 李帅 于慧东 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2024年第12期4246-4258,共13页
为提升增强现实装配系统中对于弱纹理零件的跟踪效果,提出一种基于区域的三维跟踪方法。首先,采用全新的平滑阶跃函数优化基于水平集函数的图像分割方法,提高了轮廓边缘的分割效果;然后,设计了像素前背景颜色后验概率统计模型,增强了连... 为提升增强现实装配系统中对于弱纹理零件的跟踪效果,提出一种基于区域的三维跟踪方法。首先,采用全新的平滑阶跃函数优化基于水平集函数的图像分割方法,提高了轮廓边缘的分割效果;然后,设计了像素前背景颜色后验概率统计模型,增强了连续帧之间的时间一致性,提高了对运动模糊的鲁棒性和准确性;最后,采用高斯牛顿方法进行姿态优化,利用其快速收敛和数值稳定的性质,保证算法的实时性和稳定性。实验结果表明,所提出的三维跟踪方法能对弱纹理零件进行精确的跟踪。同时,在面对运动模糊或背景杂乱等干扰时,图像分割与位姿估计表现出更强的鲁棒性,满足了工业场景中对弱纹理零件跟踪的要求。 展开更多
关键词 增强装配 前背景区域 图像分割 姿态估计 三维目标跟踪
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基于TLD的三维单目标跟踪算法 被引量：3
8
作者 赵斌 王江卓 李建勋 《电光与控制》 CSCD 北大核心 2020年第2期22-28,共7页
目标跟踪是计算机视觉领域研究的热门话题,在实践中有着广泛的应用。主要针对三维单目标跟踪问题进行研究,考虑到三维目标检测已有较好表现,将通过视锥点云网络得到的三维目标检测结果与TLD目标跟踪算法相结合,并改进TLD算法的检测模块... 目标跟踪是计算机视觉领域研究的热门话题,在实践中有着广泛的应用。主要针对三维单目标跟踪问题进行研究,考虑到三维目标检测已有较好表现,将通过视锥点云网络得到的三维目标检测结果与TLD目标跟踪算法相结合,并改进TLD算法的检测模块,构造了基于TLD的三维单目标跟踪算法,输入RGB-D图像序列,输出目标的三维跟踪结果。在KITTI数据集中测试结果表明该算法在三维目标跟踪上的可行性。 展开更多
关键词 三维目标跟踪 TLD 视锥点云网络 目标检测 RGB-D
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基于高频地波雷达的无角度双站雷达目标跟踪算法 被引量：2
9
作者 王喜梅 吕泽均 +1 位作者 张涛 颜可壹 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2015年第3期312-316,共5页
高频地波雷达对于远距离目标难以给出准确的方位角观测信息,从而严重影响超视距目标的跟踪精度。为此,提出一种基于高度参数化扩展卡尔曼滤波(HPEKF)的无角度双站雷达目标跟踪算法,仅需要2部雷达得到距离和径向速度信息。通过HPEKF技术... 高频地波雷达对于远距离目标难以给出准确的方位角观测信息,从而严重影响超视距目标的跟踪精度。为此,提出一种基于高度参数化扩展卡尔曼滤波(HPEKF)的无角度双站雷达目标跟踪算法,仅需要2部雷达得到距离和径向速度信息。通过HPEKF技术可以对目标进行三维定位与跟踪,忽略雷达量测的方位角信息,较好地弥补当目标距离较远时测量角度精度不够精确的问题,扩展了算法的应用环境。仿真实验结果验证了该算法的可行性和有效性。 展开更多
关键词 高频地波雷达 高度参数化扩展卡尔曼滤波 三维目标跟踪 二维雷达 海上低空目标 高度估计
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基于状态解耦的两坐标外源雷达3D目标跟踪 被引量：1
10
作者 舒刊 万显荣 +3 位作者 易建新 谢德强 胡越洋 童云 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2023年第6期1658-1666,共9页
考虑利用两部两坐标外源雷达对高度近似恒定的目标进行三维跟踪。结合外源雷达自身的特点,提出了一种将目标高度与水平状态(水平位置、速度等)进行解耦估计的方法,通过两个并行估计器来实现对三维目标的跟踪。在高度估计器中,将目标高... 考虑利用两部两坐标外源雷达对高度近似恒定的目标进行三维跟踪。结合外源雷达自身的特点,提出了一种将目标高度与水平状态(水平位置、速度等)进行解耦估计的方法,通过两个并行估计器来实现对三维目标的跟踪。在高度估计器中,将目标高度区间划分为多个高度子区间,然后利用量测值递推计算目标在各个高度子区间的权重,最后通过加权融合各个高度子区间的方式估计目标高度;在水平面的状态估计器中,进一步考虑了目标在水平面机动的场景,利用交互式多模型扩展卡尔曼滤波器,并结合目标高度的估计值,更新目标的水平状态。仿真与实验结果显示,利用两部两坐标外源雷达可以实现对高度近似恒定目标的精确三维跟踪,为水平机动的目标提供精度在200 m以内的高度估计,并消除了二维跟踪情况下因未考虑目标高度而引起的误差。 展开更多
关键词 三维目标跟踪 外源雷达 高度估计 交互式多模型
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