粒子滤波在机动目标纯方位跟踪中的应用

文章将多模粒子滤波算法用于机动目标纯方位跟踪，通过估计模型的概率而不是寻找最优算法去进行局部线性化和表征非高斯后验密度，从而减小了近似误差。在仿真研究中，与IMM—EKF的比较验证了多模粒子滤波处理机动目标纯方位跟踪问题的优越性。     

一种基于粒子滤波的动目标方位跟踪与波束形成算法

针对动目标方位随时间变化的情况,根据阵列信号处理模型,建立了状态跟踪方程,并在此基础上,运用粒子滤波方法,对目标方位进行实时动态跟踪,有效解决了传统DOA估计方法不能解决的时变DOA估计问题。在获得目标方位的同时,该方法还可以进行动态波束形成,实现DOA跟踪与信号接收一体化。仿真实验证明了算法的有效性。     

基于粒子滤波的机载单站无源跟踪算法

针对空中观测平台对远距离海面慢速运动目标定位跟踪这一非线性估计问题,介绍了专门处理非线性估计问题的粒子滤波算法,将粒子滤波算法(Particle Filter,PF)应用于机载单站无源定位跟踪问题,有效提高了对慢速运动目标的单站无源定位跟踪性能,解决了传统的扩展卡尔曼滤波算法在非线性估计时存在收敛速度慢的问题。通过与扩展卡尔曼滤波算法的仿真比较表明,粒子滤波算法可实现对慢速运动目标的高精度定位跟踪,且性能优于扩展卡尔曼滤波算法。     

非线性非高斯模型的改进粒子滤波算法

针对被动定位跟踪系统非线性强、传统跟踪滤波方法收敛速度慢且容易发散的问题,给出了一种用于纯方位目标跟踪的改进粒子滤波算法。该算法首先用有限的高斯混合模型来近似后验状态密度;其次针对随机噪声对粒子权值准确性的影响,给出了改进的变权平均似然函数。根据χ2检验,对每个粒子权值的更新,采取由多次观测值计算粒子似然函数并对其求变权平均和单一观测值求似然函数相结合的方式进行,既减小随机观测噪声对权值的影响也提高了算法实时性;最后利用基于退火机制的Aitken加速EM算法（A-DAEM）取代传统粒子滤波的再采样过程,克服了EM算法容易陷入局部最值的缺点,改善了粒子枯竭的问题。仿真实验结果表明该算法与变权平均似然函数粒子滤波（PF-ALDP）和基于EM的高斯混合粒子滤波(EM-GMPF)相比,具有高精度估计能力和较强的鲁棒性,是解决非线性系统状态估计问题的一种有效方法。      

雷达机动目标跟踪的卡尔曼粒子滤波算法

为解决不敏粒子滤波算法对雷达机动目标跟踪实时性差和跟踪起始阶段收敛慢的问题,引入卡尔曼粒子滤波算法。通过坐标转换将实际的极坐标雷达观测数据转换为直角坐标数据,然后用线性最优的卡尔曼滤波器估计粒子状态先验概率密度,最后用非线性最优的粒子滤波器精确估计目标状态后验概率。仿真实验表明,与不敏粒子滤波相比,卡尔曼粒子滤波以牺牲较少精度(减少约6%)的代价,实现机动目标跟踪的实时性(约为前者的1/5),起始阶段收敛性更好。     

基于粒子滤波的运动物体检测跟踪

提出了一种状态空间模型粒子滤波算法,并应用于运动目标的跟踪。该方法基于贝叶斯估计,利用粒子集来表示概率,通过递推的贝叶斯滤波来近似逼近最优化结果,在预设搜索区域用粒子群找到和目标模板最相似的中心位置,并以该位置作为观测值,进行跟踪。仿真实验结果和两种实际条件下效果比较表明该算法在跟踪低常速运动中精准性高,是一种有效的目标跟踪方法。     

基于粒子滤波与样本加权的压缩跟踪算法

该文针对压缩跟踪算法无法适应目标尺度的变化以及没有考虑样本权重的问题,提出一种基于粒子滤波与样本加权的压缩跟踪算法。首先,对压缩特征进行改进,提取归一化矩形特征用于构建目标表观模型。然后,引入样本加权的思想,根据正样本与目标之间距离的不同赋予正样本不同的权重,提高分类器的分类精度。最后,在粒子滤波的框架下融合尺度不变压缩特征进行动态状态估计,在粒子预测阶段利用2阶自回归模型对粒子状态进行估计与预测,借助观测模型对粒子状态进行更新,并且对粒子进行重采样以防止粒子退化。实验结果表明,相比于原始压缩跟踪算法,改进算法能够更好地跟踪目标尺度的变化,提高跟踪的稳定性和准确性。     

Unscented粒子滤波器及其在纯方位跟踪中的应用

为处理纯方位跟踪(BOT)中的非线性问题,提出了一种Unscented粒子滤波(UPF)跟踪方法。在使用Unscented变换的基础上,利用UPF来加入最新的观测量并产生非线性粒子滤波(PF)的建议分布。结合纯方位跟踪模型,推导了UPF应用的具体算法步骤,使用匀速运动和机动目标两个BOT仿真实例,与其它滤波器进行了仿真对比,分析了跟踪性能和误差。仿真结果表明,对于纯方位跟踪问题,UPF不仅解决了扩展卡尔曼滤波器的线性化损失难题,而且与PF等粒子滤波器相比,具有更高的跟踪精度。     

基于粒子滤波的静音检测与声源跟踪算法

基于粒子滤波的跟踪算法是解决说话人跟踪问题的一种常用方法.结合了静音检测技术的声源跟踪算法,在静音期间,主要靠声源动态方程来估计目标的位置,可有效地减小误差.传统的噪声环境中的静音检测算法计算量较大,不利于实时跟踪.该文利用声源跟踪中的粒子滤波算法实现静音检测,算法用每帧信号的粒子状态观测值方差来检测静音,简便而可靠.仿真结果表明,该算法能有效地减小静音期间的跟踪误差,且计算量不增加.     

一种基于粒子滤波的红外弱小目标跟踪方法

研究低信噪比复杂环境下的红外小目标检测和跟踪问题,提出了基于粒子滤波的高斯目标模型跟踪方法。粒子滤波是一种在非线性和非高斯情形下进行跟踪的强有力方法。将状态粒子决定的区域所对应的灰度分布与参考模型灰度分布相比较,得出最佳的后验估计。运用最佳粒子方法确定目标的坐标,实现跟踪、对真实红外图像序列的实验表明,该算法可成功跟踪和检测信噪比为1的小目标。