基于高斯混合伯努利滤波的超宽带传感器扩展目标跟踪 被引量：1

1

作者 陈威 张成 《火力与指挥控制》 CSCD 北大核心 2022年第8期61-67,共7页

针对超宽带传感器扩展目标跟踪问题,提出了一种高斯混合伯努利滤波算法。算法基于梯度算子实现线性高斯目标和测量模型下的递归滤波,利用高斯混合模型获得目标的后验强度,提出一种基于层次划分密度的聚类优化来实现目标状态的提取,从而... 针对超宽带传感器扩展目标跟踪问题,提出了一种高斯混合伯努利滤波算法。算法基于梯度算子实现线性高斯目标和测量模型下的递归滤波,利用高斯混合模型获得目标的后验强度,提出一种基于层次划分密度的聚类优化来实现目标状态的提取,从而来估计扩展目标的时变散射点数。超宽带雷达传感器的仿真实验结果表明,所提算法可以在检测不确定度、目标测量率不确定度、噪声和假警报存在的情况下,能够有效联合检测和跟踪目标,在保证计算效率的同时,提高了跟踪的精确度及稳定性。 展开更多

关键词 多伯努利滤波 高斯混合 扩展目标 超宽带传感器

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高斯过程泊松多伯努利混合滤波算法及其变分优化 被引量：1

2

作者 李翠芸 许琦 +1 位作者 姬红兵 谢金池 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第12期2325-2334,共10页

针对现有算法对多扩展目标跟踪精度低的问题,本文提出了一种高斯过程泊松多伯努利混合(GP-PMBM)滤波算法及其变分优化.首先,基于高斯过程原理建立了增广状态空间模型,接着,将其与泊松多伯努利混合滤波器相结合,提出GP-PMBM算法.然后,针... 针对现有算法对多扩展目标跟踪精度低的问题,本文提出了一种高斯过程泊松多伯努利混合(GP-PMBM)滤波算法及其变分优化.首先,基于高斯过程原理建立了增广状态空间模型,接着,将其与泊松多伯努利混合滤波器相结合,提出GP-PMBM算法.然后,针对因使用非线性滤波技术而导致GP-PMBM滤波精度下降的问题,使用变分贝叶斯优化更新结果,实现了对目标状态的优化更新,提升了滤波器的估计精度.仿真结果表明,与已有的滤波算法相比,所提算法具有更高的跟踪精度,并且,在只有部分量测的场景中跟踪性能更稳定. 展开更多

关键词 目标跟踪 泊松多伯努利混合滤波 高斯过程 变分贝叶斯优化

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基于MM-GGIW-PMBM滤波的扩展目标跟踪算法 被引量：6

3

作者 吴孙勇 周于松 +2 位作者 谢芸 蔡如华 樊向婷 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第12期2356-2364,共9页

针对多机动扩展目标跟踪问题,将交互式多模型的思想引入泊松多伯努利混合滤波(PMBM)算法中,提出了一种多模型的伽马高斯逆威夏特-泊松多伯努利混合滤波(MM-GGIW-PMBM)算法。该算法融合多种运动模型,通过模型的交互实现对机动扩展目标扩... 针对多机动扩展目标跟踪问题,将交互式多模型的思想引入泊松多伯努利混合滤波(PMBM)算法中,提出了一种多模型的伽马高斯逆威夏特-泊松多伯努利混合滤波(MM-GGIW-PMBM)算法。该算法融合多种运动模型,通过模型的交互实现对机动扩展目标扩展状态和质心状态的混合估计预测;通过引入强跟踪滤波(STF)中的渐消因子修正预测之后GGIW分量中的协方差矩阵,防止发生跟踪模型失配的现象;在PMBM更新阶段扩展目标外形和质心估计完成的基础上,利用似然函数完成模型概率的更新。仿真实验结果表明:MM-GGIW-PMBM算法能够对多机动扩展目标的数量和状态进行有效的估计。 展开更多

关键词 泊松多伯努利混合滤波 伽马高斯逆威夏特 扩展目标跟踪 强跟踪滤波 交互式多模型

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面向非线性MTT的多模型泊松多伯努利混合滤波算法

4

作者 陈嵩杰 李波 张露 《小型微型计算机系统》 CSCD 北大核心 2024年第3期629-635,共7页

在多目标跟踪(Multi-target Tracking,MTT)的非线性特性与低检测概率情况下,针对多伯努利滤波算法的高斯混合(Gaussian Mixture,GM)实现难以精确估计目标的势与运动状态的实际问题,本文提出了一种适用于非线性系统的泊松多伯努利混合滤... 在多目标跟踪(Multi-target Tracking,MTT)的非线性特性与低检测概率情况下,针对多伯努利滤波算法的高斯混合(Gaussian Mixture,GM)实现难以精确估计目标的势与运动状态的实际问题,本文提出了一种适用于非线性系统的泊松多伯努利混合滤波(Poisson Multi-Bernoulli Mixture Filter,PMBM)算法.首先,推导出多模型泊松多伯努利混合滤波的高斯混合(GM Multi-model PMBM,GM-MM-PMBM)实现过程.然后,分别对GM-MM-PMBM的伯努利高斯分量进行预测与更新,实现了基于非线性系统的MTT.为提升系统稳定性,基于平方根协方差矩阵推导出GM-MM-PMBM均方根容积卡尔曼滤波算法的实现过程.最后,仿真实验综合验证了本文算法的跟踪性能. 展开更多

关键词 多目标跟踪 多伯努利混合滤波 均方根容积卡尔曼滤波 高斯混合

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δ-广义标记多伯努利滤波器的非线性应用扩展 被引量：3

5

作者 侯利明 连峰 王伟 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第6期109-116,共8页

针对非线性模型下δ-广义标记多伯努利(δ-GLMB)滤波器的序贯蒙特卡洛(SMC)实现过程计算复杂度过高、难以实现快速准确滤波的问题,给出了δ-GLMB滤波器的积分卡尔曼高斯混合(QK-GM)实现过程。该算法基于Gauss-Hermite数值积分规则获取... 针对非线性模型下δ-广义标记多伯努利(δ-GLMB)滤波器的序贯蒙特卡洛(SMC)实现过程计算复杂度过高、难以实现快速准确滤波的问题,给出了δ-GLMB滤波器的积分卡尔曼高斯混合(QK-GM)实现过程。该算法基于Gauss-Hermite数值积分规则获取一组带权重的积分点,利用这些积分点求取多目标密度函数的均值和协方差矩阵。将该算法与已有的扩展卡尔曼高斯混合(EK-GM)实现、无味卡尔曼高斯混合(UK-GM)实现和SMC实现在不同的杂波强度和检测概率条件下就多目标跟踪精度和时间消耗等方面做了较为详细的对比,结果表明,与SMC实现方法相比,QK-GM-δ-GLMB算法能以完全可接受的时间开销为代价,将多目标跟踪精度提高10%以上。该算法为δ-GLMB滤波器在非线性场景中的应用提供了一种新的实现方法。 展开更多

关键词 δ-广义标记多伯努利 积分卡尔曼 高斯混合 多目标跟踪

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多普勒盲区下基于GM-CBMeMBer的多目标跟踪算法 被引量：8

6

作者 魏立兴 孙合敏 +2 位作者 吴卫华 罗沐阳 吴晓彪 《雷达科学与技术》 北大核心 2018年第5期559-566,共8页

在机载多普勒雷达多目标跟踪(MTT)过程中,多普勒盲区(DBZ)的存在易造成连续漏检,严重地影响目标跟踪性能。针对这一问题,提出了DBZ下基于高斯混合势平衡多目标多伯努利(GM-CBMeMBer)的多目标跟踪算法。首先将带最小可检测速度(MDV)的检... 在机载多普勒雷达多目标跟踪(MTT)过程中,多普勒盲区(DBZ)的存在易造成连续漏检,严重地影响目标跟踪性能。针对这一问题,提出了DBZ下基于高斯混合势平衡多目标多伯努利(GM-CBMeMBer)的多目标跟踪算法。首先将带最小可检测速度(MDV)的检测概率模型代入CBMeMBer更新公式中,然后推导了带MDV和多普勒信息的GM-CBMeMBer更新公式。仿真结果表明,相比未并入多普勒和MDV信息的GM-CBMeMBer,所提算法能有效改善DBZ条件下的多目标跟踪性能。 展开更多

关键词 多目标跟踪(MTT) 高斯混合势平衡多目标多伯努利(GM-CBMeMBer) 多普勒盲区(DBZ) 最小可检测速度(MDV)

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基于均方根容积卡尔曼的δ-GLMB多目标跟踪算法 被引量：3

7

作者 母晓慧 杨风暴 +2 位作者 刘哲 陶晓伟 张雅玲 《计算机应用与软件》 北大核心 2020年第4期164-170,共7页

在非线性高杂波密度场景下,高斯混合(Gaussian Mixture,GM)实现的δ-广义标签多伯努利滤波器(δ-Generalized Labeled Multi-Bernoulli Filter,δ-GLMB)难以准确地估计目标数目及运动状态。针对这一问题,提出基于均方根容积卡尔曼滤波(S... 在非线性高杂波密度场景下,高斯混合(Gaussian Mixture,GM)实现的δ-广义标签多伯努利滤波器(δ-Generalized Labeled Multi-Bernoulli Filter,δ-GLMB)难以准确地估计目标数目及运动状态。针对这一问题,提出基于均方根容积卡尔曼滤波(Square-rooted Cubature Kalman Filter,SCKF)的δ-GLMB高斯混合实现算法。基于三阶球面-径向容积准则选取一组等权的容积点集,对GM-δ-GLMB滤波器的伯努利分量传递过程中的高斯参量进行预测及更新,实现非线性模型系统下的目标跟踪。仿真结果表明,与现有的δ-GLMB滤波器的扩展卡尔曼滤波(Extended Kalman Filter,EKF)高斯混合实现及无迹卡尔曼滤波(Unscented Kalman Filter,UKF)高斯混合实现相比,该算法可提高非线性高杂波密度环境下的目标跟踪精度。 展开更多

关键词 非线性系统 均方根容积卡尔曼 δ-广义标签多伯努利 高斯混合 多目标跟踪

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基于PMBM滤波的机动非椭圆扩展目标跟踪算法 被引量：6

8

作者 李佳彤 杨金龙 《信号处理》 CSCD 北大核心 2023年第6期1108-1119,共12页

扩展目标的形状大多是不规则的,且观测角度不同会发生变化,此外,在复杂场景下,还会存在扩展目标和点目标同时存在,且存在机动的问题,针对该问题,本文提出一种混合形状多模型泊松多伯努利混合滤波算法(IMM-VNNET-PMBM)。首先,通过子随机... 扩展目标的形状大多是不规则的,且观测角度不同会发生变化,此外,在复杂场景下,还会存在扩展目标和点目标同时存在,且存在机动的问题,针对该问题,本文提出一种混合形状多模型泊松多伯努利混合滤波算法(IMM-VNNET-PMBM)。首先,通过子随机矩阵表示的形状多子目标非椭圆伽马高斯逆威沙特(GGIW),代替泊松多伯努利混合滤波框架下表示扩展目标的单GGIW密度,以提升形状估计精度;其次,目标运动状态发生变化时,扩展目标的形状信息通常也会发生变化,采用固定的形状子目标估计扩展目标形状将不准确,算法中通过基于密度的DBSCAN算法进行量测聚类,以多假设数据关联计算形状子目标分量的存在概率,自适应调整子目标数量,实现对扩展目标的时变形状估计;最后,算法通过融入交互多模型,实现了对复杂环境下的点目标和多机动扩展目标同时跟踪;实验结果表明,提出算法能够有效对机动且形状变化的多扩展目标跟踪,具有较好的跟踪性能。 展开更多

关键词 泊松多伯努利混合滤波 伽马高斯逆威沙特分布 非椭圆扩展目标跟踪 交互式多模型

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集群无人机定位信号的自适应GM-CBMeMBer滤波算法 被引量：4

9

作者 黄鹤 郭璐 +3 位作者 许哲 王会峰 孟芸 代亮 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第4期492-498,共7页

针对集群无人机导航定位信号通信过程中,易混入实际随机噪声,而传统GM-CBMeMBer滤波算法处理会导致滤波器发散的问题,提出了一种用于集群无人机定位信号的自适应GM-CBMeMBer滤波算法。首先,构建对应的数学模型,通过观测模型和量测模型... 针对集群无人机导航定位信号通信过程中,易混入实际随机噪声,而传统GM-CBMeMBer滤波算法处理会导致滤波器发散的问题,提出了一种用于集群无人机定位信号的自适应GM-CBMeMBer滤波算法。首先,构建对应的数学模型,通过观测模型和量测模型对信号进行跟踪、滤波。在此基础上,利用随机有限集和衰减因子实现对噪声的动态处理和进一步预测,结合预测值进行迭代更新,直到滤波过程结束。同时,引入高斯项的剪枝合并来提高滤波精度。实验结果表明,改进算法与传统算法相比较,在集群无人机定位航迹上的杂波点有所减少,总体平均误差降低了26.6%。同时,方法简单易行,便于工程实现。 展开更多

关键词 高斯混合-多目标平衡多目标多伯努利滤波 自适应滤波 无人机集群 导航 多目标跟踪

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基于相机雷达融合的改进GM-PHD多目标跟踪算法 被引量：3

10

作者 张晗 李森 白傑 《传感器与微系统》 CSCD 2020年第5期117-121,共5页

针对复杂交通场景下单传感器跟踪性能不佳以及目标检测概率未知问题,提出了一种基于相机雷达融合的高斯混合概率密度假设(GM-PHD)多目标跟踪改进算法。通过预关联将目标集合划分为相机雷达量测匹配目标、仅相机量测匹配目标、仅雷达量... 针对复杂交通场景下单传感器跟踪性能不佳以及目标检测概率未知问题,提出了一种基于相机雷达融合的高斯混合概率密度假设(GM-PHD)多目标跟踪改进算法。通过预关联将目标集合划分为相机雷达量测匹配目标、仅相机量测匹配目标、仅雷达量测匹配目标以及无匹配目标,并采用不同的置信度对目标状态进行更新,综合雷达的径向距离以及相机的方位角对目标进行更准确的定位估计。将相机量测作为先验条件,简化优化高斯分量剪枝合并过程。仿真实验表明:所提算法能够有效提高目标跟踪精度和鲁棒性。 展开更多

关键词 多目标跟踪 多传感器融合 高斯混合-概率假设密度滤波器 匹配划分

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多模型GM-CBMeMBer滤波器及航迹形成 被引量：12

11

作者 连峰 韩崇昭 李晨 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第2期336-347,共12页

提出了一种可适用于杂波环境下对多个机动目标进行跟踪并能形成多目标航迹的多模型势平衡多目标多伯努利(Cardinality balanced multi-target multi-Bernoulli,CBMeMBer)滤波器.随后,在多机动目标时间演化模型和观测模型均为线性高斯的... 提出了一种可适用于杂波环境下对多个机动目标进行跟踪并能形成多目标航迹的多模型势平衡多目标多伯努利(Cardinality balanced multi-target multi-Bernoulli,CBMeMBer)滤波器.随后,在多机动目标时间演化模型和观测模型均为线性高斯的假设条件下利用高斯混合(Gaussian mixture,GM)技术获得了该滤波器解析的递推形式—多模型GMCBMeMBer滤波器,并简要给出了它在非线性条件下的扩展卡尔曼(Extended Kalman,EK)滤波近似.仿真实验结果表明所建议的多模型GM-CBMeMBer滤波器能有效地对多个机动目标进行跟踪而单模型GM-CBMeMBer滤波器则会产生明显的航迹丢失和虚假航迹,并且对于信噪比较低的仿真场景,它的性能优于多模型高斯混合概率假设密度(GM probability hypothesis density,GM-PHD)滤波器,接近于多模型高斯混合势概率假设密度(GM cardinalized PHD,GM-CPHD)滤波器. 展开更多

关键词 多机动目标跟踪 势平衡多目标多伯努利滤波器 交互式多模型算法 高斯混合实现

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自适应单点航迹起始的带标签GM-CBMeMBer滤波器 被引量：1

12

作者 魏立兴 孙合敏 +2 位作者 吴卫华 罗沐阳 吴晓彪 《电光与控制》 北大核心 2018年第9期78-83,87,共7页

针对高斯混合势平衡多目标多伯努利(GM-CBMeMBer)滤波器局限于固定出生位置且不能提供航迹信息的缺陷,为有效利用机载多普勒雷达的多普勒信息,提出了自适应单点航迹起始的带标签GM-CBMeMBer滤波器。在预测步骤,该滤波器通过引入航迹标... 针对高斯混合势平衡多目标多伯努利(GM-CBMeMBer)滤波器局限于固定出生位置且不能提供航迹信息的缺陷,为有效利用机载多普勒雷达的多普勒信息,提出了自适应单点航迹起始的带标签GM-CBMeMBer滤波器。在预测步骤,该滤波器通过引入航迹标签提供航迹信息,并选取可能对应新生目标的量测,根据转换的位置量测和多普勒量测分别得到新生目标初始状态的位置分量和速度分量;在更新步骤,依次使用转换的位置量测和多普勒量测序贯更新目标状态。仿真结果表明,所提算法航迹起始性能良好,并且能够有效提供航迹信息。 展开更多

关键词 多目标跟踪 随机有限集 航迹起始 航迹标签 高斯混合势平衡多目标多伯努利

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多编队目标先后出现时的无先验信息跟踪方法 被引量：5

13

作者 熊伟 顾祥岐 +1 位作者 徐从安 崔亚奇 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第7期1619-1626,共8页

针对多编队机动目标先后出现时的跟踪问题,该文提出了一种基于交互式多模型高斯混合概率假设密度滤波(IMM-GM-PHD)算法的无先验信息跟踪方法。首先,在IMM-GM-PHD算法预测过程完成的基础上,引入密度检测机制,利用相关域为所有预测高斯分... 针对多编队机动目标先后出现时的跟踪问题,该文提出了一种基于交互式多模型高斯混合概率假设密度滤波(IMM-GM-PHD)算法的无先验信息跟踪方法。首先,在IMM-GM-PHD算法预测过程完成的基础上,引入密度检测机制,利用相关域为所有预测高斯分量挑选有效量测,结合密度聚类(DBSCAN)算法检测是否出现新编队目标。其次,在IMM-GM-PHD算法状态更新完成的基础上,利用更新高斯分量的组成情况完成模型概率的更新。最后,在状态估计优化过程中,结合编队目标的特点,加入相似度判别技术,利用杰森-香农(JS)散度度量高斯分量间的相似度,剔除没有相似分量的高斯分量,进一步优化估计结果。仿真结果表明,该文方法能够快速有效地跟踪非同时出现的多编队机动目标,具有较好的跟踪性能。 展开更多

关键词 多编队机动目标 交互式多模型高斯混合概率假设密度滤波算法 相关域 密度聚类算法 杰森-香农散度

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基于航迹—估计关联的GM-CPHD后处理算法 被引量：4

14

作者 陈金广 孙瑞 马丽丽 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2015年第8期189-194,共6页

高斯势概率假设密度滤波算法在低检测率条件下目标数目估计会出现偏差。针对该问题,提出了一种基于航迹—估计关联的GM-CPHD后处理算法。计算航迹和估计之间的距离矩阵,利用匈牙利指派算法进行航迹—估计关联。通过设定航迹的连续性阈... 高斯势概率假设密度滤波算法在低检测率条件下目标数目估计会出现偏差。针对该问题,提出了一种基于航迹—估计关联的GM-CPHD后处理算法。计算航迹和估计之间的距离矩阵,利用匈牙利指派算法进行航迹—估计关联。通过设定航迹的连续性阈值对短航迹进行裁剪,并以此消除虚假目标估计。利用拉格朗日插值对各条不连续的航迹进行插值,以弥补由于低检测率而造成的遗漏估计。仿真实验结果表明,该处理算法能够有效地提高目标数目的估计精度。 展开更多

关键词 目标跟踪 高斯混合势概率假设密度(GM-CPHD)滤波 航迹-估计关联 拉格朗日插值

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