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基于随机采样的多量测目标跟踪算法
  • ISSN号:0254-4156
  • 期刊名称:自动化学报
  • 时间:2012.9.9
  • 页码:168-178
  • 分类:TP13[自动化与计算机技术—控制科学与工程;自动化与计算机技术—控制理论与控制工程]
  • 作者机构:[1]杭州电子科技大学自动化学院系统科学与控制工程研究所,杭州310018
  • 相关基金:国家自然科学基金(61175030,61271144,91016020);浙江省自然科学基金(Y1101218,LY12F03004);杭州电子科技大学科研启动基金(KYS065609051)资助
  • 相关项目:面向大型工程安全预测与评估的信息融合方法
中文摘要:

在多目标跟踪领域,传统算法假设目标是点源辐射体,至多产生一个量测点,随着现代 传感器技术的发展,可以获得一个目标的多个量测. 本文研究当目标具有一定刚体几何形状并产生 多量测的问题,这类目标称为多量测目标.首先,通过建立目标形状的刚体参数模型,提出采用参数马 尔科夫链采样的方法,估计目标的形状参数.其次,采用等效量测方法,获得目标形心 点的运动状态. 针对目标个数未知情况,在形状目标量测满足泊松分布假设条件下,采用泊松强度比方法获得目标的个数估计. 本文定义了目标类型概率并给出 了目标类型概率的递推算法. 最后,通过三个具有不同形状和分布的多量测目标在二维平面的匀速(Constant velocity, CV)运动进行验证说明,实验表明: 所给方法在目标运动状态估计方面能够获得比较高的估计精度,目标形状估计能够比较稳定精确地估计目标形状的变化. 此外, 500次蒙特卡洛(Monte Carlo, MC)仿真实验表明,多量测目标的跟踪丢失率约为1.4%.

英文摘要:

In multi-target tracking field, conventional algorithms supposed that target is a point source and produces at most one measurement. While with the development of modern sensor technology, a target may give multiple measurements. In this paper, we consider that targets have certain geometrical shapes and give multiple measurements and call these targets multi-measurement targets (MMTS). We first build rigid models for the targets in parameter space and then estimate their parameters using the Markov chain sampling approach. Next, we derive the moving state described by target's centroid with our proposed equivalent measurement. When the number of targets remains unknown, under the Poisson assumption of number of target measurements, we use the ratios of Poisson intensities to estimate the number of targets. We also define the probabilistic vectors of type (PVOT) and propose a recursive process for the PVOT. To verify the proposed algorithm, the final experiment proposes three targets, with different shapes and distributions, moving in a 2-dimension plane with constant velocity (CV). The experimental results show that the estimation of target state has an excellent precision and the shape estimation can better and stably reflect the change of target shape. Besides, the target lost rate is around 1.4% in 500 Monte Carlo (MC) runs.

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期刊论文 117 会议论文 33 专利 16 著作 2
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期刊信息
  • 《自动化学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国自动化学会 中国科学院自动化研究所
  • 主编:王飞跃
  • 地址:北京东黄城根北街16号
  • 邮编:100717
  • 邮箱:aas@ia.ac.cn
  • 电话:010-64019820
  • 国际标准刊号:ISSN:0254-4156
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2109/TP
  • 邮发代号:2-180
  • 获奖情况:
  • 1997年获全国优秀期刊奖,1985、1990、1996、2000年获中国科学院优秀期刊二等奖,2002年获国家期刊奖
  • 国内外数据库收录:
  • 美国数学评论(网络版),德国数学文摘,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:27550