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基于群结构集成势均衡多目标多伯努利滤波器的群目标跟踪算法 被引量：1
1
作者 梁潇洧 杨超群 +2 位作者 朱鑫潮 莫磊 曹向辉 《信号处理》 CSCD 北大核心 2024年第11期2040-2049,共10页
群目标跟踪已被广泛应用于作战对抗、自动驾驶、低空防御等各个军民领域。群目标是指由多个单目标组成,并以相同的速度或方向进行移动的一组或多组目标集群。鉴于随机有限集(Random Finite Set,RFS)滤波器在处理多目标数据关联方面的优... 群目标跟踪已被广泛应用于作战对抗、自动驾驶、低空防御等各个军民领域。群目标是指由多个单目标组成,并以相同的速度或方向进行移动的一组或多组目标集群。鉴于随机有限集(Random Finite Set,RFS)滤波器在处理多目标数据关联方面的优势,现有的群目标跟踪算法大多基于RFS滤波器。然而,这些滤波器在对群目标进行跟踪时大多忽略了各目标之间的关联、依赖关系等问题,为此,提出了一种基于群结构集成的势均衡多目标多伯努利(Cardinality Balanced Multi-target Multi-Bernoulli,CBMeMBer)滤波器的群目标跟踪算法。具体而言,首先通过邻接矩阵对目标群结构进行估计,即将群目标看作无向图,利用各目标之间的距离来估计群目标的邻接矩阵,进而将群目标划分为多个子群。并根据各子群中目标的运动状态,将其划分为群中心和群成员两种类别,分别建立了运动方程。而后在预测步骤中,利用估计的群结构来对目标状态进行预测。特别地,在滤波器的高斯混合实现步骤中,多个高斯分量被用来拟合相对应的各伯努利分量,但过多高斯分量的存在会降低对群目标状态估计的准确性,从而降低群结构估计的准确性,因此,在状态提取阶段,本文所提算法对高斯分量进行修剪,即对更新步骤后的每个伯努利分量中所包含的高斯分量进行筛选,只保留一个权重最大的高斯分量。最后,仿真结果表明,本文所提算法实现了对群目标的稳定跟踪,且跟踪性能优于传统的CBMeMBer滤波器。 展开更多
关键词 群目标跟踪 势均衡多目标多伯努利滤波器 邻接矩阵 高斯分量 随机有限集
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基于变分贝叶斯势均衡多目标多伯努利滤波的多扩展目标跟踪算法 被引量：22
2
作者 李翠芸 王荣 姬红兵 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第2期187-195,共9页
由于传统多扩展目标跟踪算法在量测噪声协方差未知情况下跟踪性能急剧下降,本文提出一种基于变分贝叶斯的势均衡多目标多伯努利滤波(VB--CBMe MBer)跟踪算法,并给出了高斯混合实现.该算法在未知量测噪声协方差的情况下,将量测看成随机... 由于传统多扩展目标跟踪算法在量测噪声协方差未知情况下跟踪性能急剧下降,本文提出一种基于变分贝叶斯的势均衡多目标多伯努利滤波(VB--CBMe MBer)跟踪算法,并给出了高斯混合实现.该算法在未知量测噪声协方差的情况下,将量测看成随机分布在扩展目标上的量测产生点所产生,利用变分贝叶斯方法近似地求出各量测产生点状态和量测噪声协方差的联合概率密度,并给出其递归形式以估计量测产生点,继而将得到的量测产生点状态进行聚类得到扩展目标的状态.仿真实验表明,所提算法可以自适应地跟踪未知数目、未知量测噪声协方差的多扩展目标.其跟踪精度与传统的CBMe MBer跟踪算法相比,有明显提高. 展开更多
关键词 多扩展目标 变分贝叶斯 势均衡多目标多伯努利滤波 随机有限集 目标跟踪
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基于带标签CBMeMBer滤波器的低慢小群目标跟踪改进方法 被引量：1
3
作者 钟展鸣 宋强 +2 位作者 张月 陈泽彬 杨珺瑶 《信号处理》 北大核心 2025年第5期906-923,共18页
群目标跟踪是实现无人机集群反制的关键步骤,具有重要的研究意义。相比传统的多目标跟踪算法,随机有限集(Random Finite Set,RFS)滤波在处理多目标数据关联与进行状态估计方面展现出显著的优势。然而在低慢小群目标的场景中,现有的RFS... 群目标跟踪是实现无人机集群反制的关键步骤,具有重要的研究意义。相比传统的多目标跟踪算法,随机有限集(Random Finite Set,RFS)滤波在处理多目标数据关联与进行状态估计方面展现出显著的优势。然而在低慢小群目标的场景中,现有的RFS滤波方法普遍未考虑群特性对跟踪的影响,也未考虑群目标起始与航迹信息提取的问题。为此,本文结合了群建模、带标签势均衡多目标多伯努利(Cardinality Balanced Multi-target Multi-Bernoulli,CBMeMBer)滤波器以及自适应新生目标强度技术,提出一种针对低慢小群目标的跟踪方法。具体而言,本文首先通过虚拟领导-跟随者模型和无向图邻接矩阵对群目标结构进行建模;随后提出了一种三层优先级标签分配策略,改进了传统的带标签CBMeMBer滤波器,解决了标签冲突导致的轨迹混叠问题,提高了跟踪精度和算法运行效率;同时,设计了基于群目标场景与两点起始法的自适应新生目标强度算法,实现了RFS框架下群目标的自适应新生目标初始化;最后,仿真实验和基于全息凝视雷达的实测数据实验表明,所提方法在目标状态估计和轨迹质量方面表现优异,跟踪性能优于包括传统的带标签CBMeMBer滤波器在内的对比算法,且能有效避免轨迹交叉和混叠现象,充分展示了其在低慢小群目标精细化跟踪中的潜力和实际应用价值。 展开更多
关键词 低慢小目标 随机有限集 群目标跟踪 带标签势均衡多目标多伯努利滤波器 全息凝视雷达
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一种改进的多伯努利多目标跟踪算法 被引量：5
4
作者 王海环 王俊 《西安电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第6期176-182,共7页
针对粒子势均衡多目标多伯努利滤波的粒子实现形式所需粒子数多、粒子退化严重的问题,将均方根容积卡尔曼滤波与粒子势均衡多目标多伯努利滤波相结合,提出均方根容积卡尔曼粒子势均衡多目标多伯努利滤波算法.该算法利用均方根容积卡尔... 针对粒子势均衡多目标多伯努利滤波的粒子实现形式所需粒子数多、粒子退化严重的问题,将均方根容积卡尔曼滤波与粒子势均衡多目标多伯努利滤波相结合,提出均方根容积卡尔曼粒子势均衡多目标多伯努利滤波算法.该算法利用均方根容积卡尔曼滤波构建重要性密度函数,再对其进行采样获得预测粒子状态,从而提高粒子的准确性,减轻粒子退化.与基于无迹卡尔曼的粒子势均衡多目标多伯努利滤波相比,该算法更稳定,且算法性能不受目标状态维数的限制.仿真实验表明,所提算法与粒子势均衡多目标多伯努利滤波算法和基于无迹卡尔曼的粒子势均衡多目标多伯努利滤波算法相比,其跟踪精度更高. 展开更多
关键词 多目标跟踪 势均衡多伯努利滤波 粒子滤波 重要性密度函数 均方根容积卡尔曼滤波
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基于CBMeMBer滤波器的多攻击检测方法 被引量：5
5
作者 杨超群 张恒 《控制工程》 CSCD 北大核心 2022年第6期1033-1039,共7页
对具有大量节点的信息物理系统(CPS)而言,多攻击的同时在线检测是一个颇具挑战性的问题。一方面,多个不同攻击者可采用不同的攻击策略与发动不同类型的攻击以规避检测;另一方面,CPS不仅需检测攻击的数目,还需同时检测出被每个攻击者攻... 对具有大量节点的信息物理系统(CPS)而言,多攻击的同时在线检测是一个颇具挑战性的问题。一方面,多个不同攻击者可采用不同的攻击策略与发动不同类型的攻击以规避检测;另一方面,CPS不仅需检测攻击的数目,还需同时检测出被每个攻击者攻击的节点。为此,提出了一种基于随机有限集的多攻击检测方法。通过采用多伯努利随机集对攻击行为和CPS检测机制进行建模,并使用势均衡多目标多伯努利滤波器对模型滤波,所提方法可实现对CPS中多攻击的同时在线检测。 展开更多
关键词 信息物理系统 攻击检测 势均衡多目标多伯努利滤波器 随机有限集
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未知量测噪声分布下的多扩展目标CBMeMBer滤波算法
6
作者 李浩宇 索继东 《现代电子技术》 2022年第19期66-70,共5页
在实际应用场景中,量测噪声协方差准确模型很难被建立,传统的多扩展目标跟踪算法在量测噪声协方差未知情况下跟踪性能迅速下降。为了解决量测噪声未知对多扩展目标跟踪结果造成的影响,将变分贝叶斯方法引入到CBMeMBer滤波算法中。VB-GM-... 在实际应用场景中,量测噪声协方差准确模型很难被建立,传统的多扩展目标跟踪算法在量测噪声协方差未知情况下跟踪性能迅速下降。为了解决量测噪声未知对多扩展目标跟踪结果造成的影响,将变分贝叶斯方法引入到CBMeMBer滤波算法中。VB-GM-CBMeMBer算法能在量测噪声未知情况下通过估计噪声协方差进行滤波计算,但该算法存在目标数目估计不准确的问题。针对此问题,提出一种改进的VB-GM-CBMeMBer算法,该算法在滤波算法预测步骤后引入椭球门限,使用保留在门限内的量测来进行下一步计算,以减少杂波量测,降低杂波量测对扩展目标量测的影响,提高对扩展目标状态聚类的精度。实验结果表明,该算法适用于多扩展目标数目未知、量测噪声协方差未知的情况,且其跟踪精度比GM-CBMeMBer和VB-GM-CBMeMBer滤波算法有一定提高。 展开更多
关键词 多扩展目标跟踪算法 未知量测噪声 变分贝叶斯方法 椭球门限 势均衡多目标多伯努利滤波 量测噪声 参数估计
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多机动目标GM-CBMeMBer跟踪算法 被引量：3
7
作者 陈金广 王战 马丽丽 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2015年第10期7-12,共6页
针对杂波环境下标准的势均衡多伯努利滤波器不能有效跟踪多机动目标的问题,本文提出了一种新的多机动目标跟踪算法。该方法将势均衡多伯努利滤波器与"当前"统计自适应模型相结合,对目标的运动状态矩阵进行扩维,改变了目标状... 针对杂波环境下标准的势均衡多伯努利滤波器不能有效跟踪多机动目标的问题,本文提出了一种新的多机动目标跟踪算法。该方法将势均衡多伯努利滤波器与"当前"统计自适应模型相结合,对目标的运动状态矩阵进行扩维,改变了目标状态转移矩阵和过程噪声方差,增加控制矩阵,实现目标加速度的自适应调整,从而使新算法能够适应目标运动状态的变化。仿真结果表明,在机动条件下,新算法能有效地跟踪多机动目标,而且跟踪精度较高。 展开更多
关键词 势均衡多伯努利滤波器 机动目标 “当前”统计自适应模型 目标跟踪 概率假设密度滤波
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改进的SMC-CBMeMBer前向后向平滑检测前跟踪算法 被引量：4
8
作者 裴家正 黄勇 +1 位作者 董云龙 陈小龙 《通信学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第8期102-113,共12页
针对在雷达观测下机动弱小目标的检测前跟踪(TBD)问题中,基于序贯蒙特卡洛的势均衡多伯努利检测前跟踪(SMC-CBMeMBer-TBD)算法存在目标的数目估计不准确及状态估计精度随时间下降的问题,提出了一种基于SMC-CBMeMBer前向后向平滑检测前... 针对在雷达观测下机动弱小目标的检测前跟踪(TBD)问题中,基于序贯蒙特卡洛的势均衡多伯努利检测前跟踪(SMC-CBMeMBer-TBD)算法存在目标的数目估计不准确及状态估计精度随时间下降的问题,提出了一种基于SMC-CBMeMBer前向后向平滑检测前跟踪的改进算法。该算法在预测和更新过程之间加入多目标粒子群优化算法(MOPSO),基于观测值设置适应度目标函数,使粒子集群向后验概率密度较为集中的位置分布,缓解了粒子贫乏的问题;在更新步骤之后加入平滑递归方法,利用观测值平滑滤波值,算法运算时间虽有一定延长,但获得了数目和状态估计精度的提升。仿真实验表明,与CBMeMBer-TBD方法相比,所提算法在对机动目标数目估计和目标状态估计的准确度等性能上都有所改进。 展开更多
关键词 粒子群优化 粒子滤波 势均衡多伯努利滤波 平滑 检测前跟踪
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