基于助老机器人的行人检测与跟踪算法研究

行人检测与跟踪是助老机器人的基本功能之一。针对行人检测中目标需人工标定图像初始帧、目标检测准确性差、行人丢失较难重新跟踪的问题,提出一种基于行人检测和核相关滤波器(KCF)的跟踪算法。通过Kinect2摄像头获取环境视觉信息,采用方向梯度直方图(HOG)提取行人特征,使用支持向量机(SVM)的方法训练模型实现自动检测,应用KCF跟踪算法跟踪行人,并结合深度数据,计算其世界坐标,驱动机器人实现行人稳定跟踪。在Ubuntu16.04系统和ROS平台下搭建软件系统,并在实验Turtlebot移动平台进行实验测试。结果表明,该算法可自动检测行人并在复杂环境中对行人进行稳定跟踪,有效提高了助老机器人的移动、感知性能。     

基于成像声呐的水下多目标跟踪研究

针对水下多目标跟踪问题,提出基于成像声呐的高效目标跟踪算法. 基于声呐的成像特点,针对声学图像中的每个像素点,建立基于信号强度的回波信号模型,提取图像中的个体目标. 采用基于序贯蒙特卡罗的概率密度假设(SMCPHD)滤波对各目标状态进行滤波,结合Auction航迹识别算法将滤波后的目标状态与已确定的航迹进行关联,实现多目标跟踪. 通过算法的仿真分析发现,该方法相对于基于数据关联型的多目标跟踪算法如联合概率数据关联(JPDA)算法、多假设跟踪(MHT)算法,大大提高了计算效率. 对采集的现场数据进行目标提取与跟踪,获得目标的跟踪轨迹.     

高效和鲁棒行人检测与跟踪算法研究

针对行人目标过小出现漏检和很难对具有多模态行人进行稳定跟踪等问题,提出一种高效和鲁棒的行人检测与跟踪方法。对于行人检测,设计了具有自适应调整滑动搜索窗口尺寸的梯度方向直方图(HOG)行人检测器搜索前景区域。在跟踪过程中,对每个行人建立基于前景区域的混合加权直方图模型,使用卡尔曼滤波对行人进行跟踪,获得候选区域并计算行人混合模型与候选搜索区域的匹配程度,同时根据匹配程度,给出一种混合模型在线更新策略,以确保跟踪的鲁棒性。实验结果表明,该方法提高了行人检测与跟踪的效率和准确率,解决了2人交叉导致跟踪失败的问题。     

一种用于道路车辆跟踪的多目标数据关联方法

数据关联是多目标跟踪的一个重要部分，作者对基于证据合成和简易JPDA的数据关联方法进行了比较。蒙特卡罗仿真结果表明，基于证据合成的方法可以改善跟踪精度，能适应目标数目不确定的场合。     

基于联合概率数据关联的车用多传感器目标跟踪融合算法

针对智能车辆前向多传感器多目标跟踪融合问题,提出一种基于改进的联合概率数据关联的车用多传感器跟踪融合算法。首先,根据车辆坐标系和各传感器坐标系的相对运动关系,对多传感器数据进行坐标变换,之后采用基于改进的联合概率数据关联的单传感器多目标跟踪算法、基于相关序贯关联法的多传感器关联算法和凸组合融合算法实现了对目标的稳定跟踪与准确融合。最终,通过装备毫米波雷达和摄像头的实验车在实际交通环境下进行实车试验,试验结果表明:目标被稳定跟踪且融合结果具有良好的精度,验证了算法的可行性和有效性。     

基于超宽带雷达基带信号的多人目标跟踪

针对超宽带（UWB）雷达多人目标跟踪中的距离扩展问题,提出基于基带信号的方法. 该方法对射频回波信号进行下变频和抽取,通过动目标指示滤除杂波. 在基带CLEAN检测提取得到量测后,采用凝聚和跳窗方法确定目标初始状态. 运用联合概率数据关联和卡尔曼滤波进行跟踪. 在3种室内环境下开展实验. 结果表明,相对于选用射频回波直接进行处理,提出的方法对多目标跟踪的均方根误差（RMSE）小于0.26 m,在数据存储空间上减少了87.5%,在目标检测的处理时间上减少了39.7%.     

WSN中基于FCM算法的多目标跟踪数据融合

基于LEACH（低功耗自适应聚类路由算法）路由协议， 研究了多目标跟踪的数据融合方法. 在基于模糊聚类（FCM）算法进行数据融合设计时，发 现算法存在错误跟踪、丢失新目标和重复跟踪的问题. 针对这些问题产生的原因进行了详细 的分析，并提出了改进，使FCM算法更好地应用于传感器网络.     

杂波环境下雷达组网的多目标聚类融合跟踪

多传感器多目标跟踪是信息融合技术在目标跟踪领域的应用范例,数据关联是其中的关键技术之一.对于杂波环境下的组网雷达多目标跟踪,讨论了粗、精关联相结合的数据关联方法.先用基于跟踪门限算法进行粗关联,排除部分杂波,再用模糊C-均值算法模糊聚类来实现关联.通过把多传感器跟踪问题转化为多个单传感器跟踪问题,更有效地实现关联,最后融合量测,滤波后得到目标的状态估计.用该算法对目标进行蒙特卡罗仿真,其比改进前的模糊C-均值关联算法和最近邻域算法在杂波环境下更能有效实现数据关联.     

WSN中基于FCM算法的多目标跟踪数据融合

基于LEACH（低功耗自适应聚类路由算法）路由协议， 研究了多目标跟踪的数据融合方法. 在基于模糊聚类（FCM）算法进行数据融合设计时，发 现算法存在错误跟踪、丢失新目标和重复跟踪的问题. 针对这些问题产生的原因进行了详细 的分析，并提出了改进，使FCM算法更好地应用于传感器网络.     

基于GM-CPHD滤波算法的主动声呐目标跟踪

水下多目标运动状态估计一直是主动声呐目标跟踪的难点问题。为了实现对可变数目水下多目标运动状态的估计,将随机有限集理论应用于多目标跟踪,不仅避免了多目标跟踪数据关联问题,而且解决了多目标跟踪过程中可变数目目标运动状态估计。传统的PHD滤波算法对目标数目估计存在敏感性,虽然CPHD滤波算法引入了对势分布的估计提高了对目标数目估计的精确性,但同时也增加了其计算量。对于高斯线性目标跟踪系统,GM-CPHD滤波算法对目标数目的估计比GM-PHD滤波更加精确。利用椭圆跟踪门策略减小了GM-CPHD滤波算法的计算量。同时,结合水下目标跟踪的特点,利用声呐方程得到一定虚警概率条件下的检测概率与距离关系的解析式,提出了一种适合于水下目标跟踪的自适应检测概率GM-CPHD滤波算法,仿真结果表明:该算法在多目标跟踪中可以更有效地实现目标状态及数目的估计。