基于信息融合的井下图像跟踪

提出了一种新的井下图像跟踪算法——图像相关算法与卡尔曼滤波器之间的信息进行融合．此算法基于贝叶斯规则，将一种常用的均方差图像相关算法和卡尔曼滤波器两者信息进行融合，得到一种新的成像跟踪算法．改进后的算法融合了MSD相关器和卡尔曼滤波器两者的信息，使得两者之间的信息反馈增强，提高了跟踪算法的性能和鲁棒性，大大减少了目标失锁的可能性，另外，改进后的算法还融合了噪声的统计性能，提高了对噪声的抑制能力．从理论计算和实验结果看，用这种算法获得的图像比一般相关算法获得的图像更具有真实性和准确性．     

基于视频检测的卡尔曼滤波车辆跟踪算法及行为分析

采用基于目标检测的运动目标跟踪策略, 首先用时间差分法进行运动目标检测, 获得运动目标的初始位置;然后采用卡尔曼滤波器预测运动目标下一时刻所在的位置, 再利用运动目标检测的结果评估和矫正预测结果, 获得运动目标的准确位置, 并依据跟踪结果进行车辆的行为分析.实验结果表明, 本方法可有效地解决运动目标部分遮挡及短时间全遮挡下的可靠跟踪问题.     

响应和滤波器偏差感知约束的无人机目标跟踪算法

针对无人机视觉跟踪任务中目标外观变化大、视野角度多变问题,提出基于响应和滤波器偏差感知约束的无人机实时目标跟踪算法.该算法根据视频帧间响应差和滤波器变化的一致性,通过建模前后帧响应差和滤波器的变化,建立基于响应偏差感知和帧间滤波器偏差约束机制的目标函数,学习目标的外观变化和滤波器的帧间变化.引入辅助变量构建优化函数,采用交替方向乘子法（ADMM）将计算目标问题转化为求相关滤波器和辅助变量的最优解.采用跟踪准确度和成功率指标,将所提算法与其他9种算法在DTB70、UAV123@10 fps和UAVDT等3个无人机视频数据库上进行对比实验.实验结果表明,所提算法对遮挡、形变、角度变化等干扰属性均具有良好的鲁棒性,跟踪平均速度达到39.0帧/s,能够有效跟踪无人机目标.     

联合检测的自适应融合目标跟踪

由于各种因素的干扰,在现实复杂的情况下目标跟踪过程中可能出现模型漂移和跟踪失败等问题,针对目标跟踪的鲁棒性和准确性提出一种联合检测的自适应融合目标跟踪算法。根据深层和浅层卷积特征具有的不同优点,使它们单独作用于相关滤波器得到其各自的响应分数,通过最小化损失使不同卷积特征的响应分数自适应融合。结合本研究的位置检测方法判断预测位置的有效性和真实性,得到最优的目标跟踪结果。在OTB-2015和VOT-2017两个数据库中进行大量测试,试验结果表明,本研究所提方法与LSART算法相比鲁棒性提高了10%,准确性提高了3.9%,并且对目标遮挡和尺度变化具有出色的性能表现。     

一种基于卡尔曼滤波器的彩色目标跟踪方法

提出了一种基于卡尔曼滤波器的彩色目标跟踪方法。该方法首先在YCbCr颜色空间使用高斯模型构建目标颜色模型,根据该颜色模型在图像中进行目标检测,获取目标中心,然后利用卡尔曼滤波预测目标中心在下一帧图像中可能出现的位置,以该位置为中心建立搜索区域,在搜索区域内进行目标检测,计算目标中心位置,同时以该位置作为观测值,进行下一帧预测。实验结果表明,该方法具有较好的实时性和鲁棒性。     

BF粒子滤波算法在快速目标跟踪中应用的研究

为了对快速目标进行跟踪,在高斯加性白噪声的条件下(AGWN),文章把BF粒子滤波算法和迭代的Kalman滤波器方法结合起来对快速目标状态进行处理,状态估计用BF粒子滤波算法,能减小方差和运算量,同时用Kalman滤波器能提高跟踪精度和对目标状态的估计。仿真结果表明,文中所设计的快速和精确的BF算法能真正地解决快速目标跟踪问题。     

心脏图像三维运动与材料信息的提取和重建

针对传统心脏图像分析方法将运动分析和材料分析作为两个独立过程带来的弊端,本文基于心脏连续生物力学模型,利用有限元方法和扩展卡尔曼滤波器(EKF),将运动分析和材料分析作为一个问题来解决,取得了较好的结果。仿真实验验证了本文方法的有效性,给出了利用真实病人心脏图像实现三维运动和材料信息的同时重建的结果。 更多还原     

采用形态学算子的运动目标检测跟踪方法研究及实现

针对背景动态变化的场景,提出了一种基于全方位视觉的运动目标检测跟踪方法.采用统计方法建立背景模型,并实现背景模型的实时更新;利用减背景法和改进的二值图像连通域算法实现运动区域提取、分割;引入形态学算子计算目标区域体态比和紧密度,过滤背景干扰物;采用卡尔曼滤波与匹配矩阵相结合实现多个运动目标的跟踪;通过目标在HSV颜色空间中的H值、目标间的欧氏距离和目标相交面积等特征融合,提高目标跟踪的鲁棒性.实验表明,所设计的方法能实现实时准确的运动目标检测与跟踪.     

一种带径向速度量测的Jerk-EKF机动目标跟踪算法

为了提高机动目标跟踪精度,在基于Jerk模型的扩展卡尔曼滤波算法(Jerk-EKF)基础上,提出了一种带径向速度量测的扩展卡尔曼滤波算法(Jerk-EKFrv).该算法通过引入径向速度量测扩充了量测矩阵的维数,然后利用展开泰勒级数的一次项,解决量测方程中状态向量和量测向量的非线性问题,最后采用卡尔曼滤波算法对目标状态进行估计.对Jerk-EKF和Jerk-EKFrv算法的仿真结果表明,Jerk-EKFrv算法能够有效提高机动目标的跟踪精度.     

基于无味粒子滤波的动态场景下高机动目标跟踪

针对传统粒子滤波的目标跟踪算法存在粒子退化问题,提出了基于无味粒子滤波(UPF)的目标跟踪算法。为了将当前观测信息融入,采用无味卡尔曼滤波(UKF)生成粒子滤波的提议分布,以改善滤波效果。针对目标在机动过程中引起的视觉形变以及背景的变化,又采用了颜色直方图作为目标的颜色分布模型,并与UPF相融合。仿真结果表明,该算法对动态场景下的高机动目标有较好的跟踪效果。     

基于粒子滤波和自适应模型的目标跟踪算法

为了提高粒子滤波的性能,使用集合卡尔曼滤波对建议分布进行改进,同时提出了用于视频跟踪的自适应融合模型．使用集合卡尔曼滤波结合当前的观测信息构造建议分布,结合当前观测信息对每一个粒子进行集合分析,得到新的建议分布,依据新的建议分布对粒子进行采样,同时在跟踪过程中将颜色特征模型和形状特征模型进行融合,并进行自适应更新．实验结果证明：相对于传统粒子滤波和扩展卡尔曼粒子滤波,使用新的建议分布可以更有效地降低均方根误差,同时自适应融合模型的稳定性要高于使用单一颜色模型．使用新的建议分布和融合模型,可以有效提高粒子滤波的准确性和稳定性．     

基于Hough变换和无轨迹卡尔曼滤波的眼睛角点跟踪

提出了一种基于改进Hough变换(HT)和无轨迹卡尔曼滤波(UKF)的眼睛外角点跟踪算法。该算法在输入图像中存在虹膜时采用改进Hough变换提取眼睑轮廓并得到眼睛外角点位置,当输入图像中检测不到虹膜时,采用UKF算法对当前帧眼睛角点进行估计。实验证明,本文算法能精确地跟踪眼睛外角点。     

一种高分辨距离像辅助的多目标跟踪算法

When the tracks of the multi-target get approached or crossed, it is easy to lead to combining or even to get wrong tracks for the traditional tracking methods, since the traditional methods only utilize the information on the target position to finish the data association. Aiming at this problem, a multi-target tracking algorithm aided by the high resolution range profile (HRRP) is proposed in this paper. Firstly, the target attitude angle is estimated in real time on the principle that the HRRP is sensitive to the attitude angle. And then the attitude angle is added to the target measurement state to construct a multi-dimension correlating gate. The data association is accomplished with the multi-dimension information. So the problem of multi-target data association is simplified to multiple sub-problems of data association for a single target. Finally, each target motion state is estimated by the probabilistic data association-unscented Kalman filter (PDA-UKF). Simulation results reveal that the computing complexity is reduced, and that the correct probability of data association is improved by using the target HRRP on the one hand. On the other hand, the tracking accuracy is improved with the aid of the target attitude angle.     

结构化道路车道线的鲁棒检测与跟踪

针对智能车在视觉导航过程中车道线检测的鲁棒性和实时性问题,提出一种适用于结构化道路的车道线鲁棒检测与跟踪方法。首先,简化的Sobel算子提取车道线边缘图像,将边缘图像与改进的Otsu方法得到的车道线分割图像进行融合,实现对车道线标记点的鲁棒检测;然后,采用迭代最小二乘方法拟合车道线标记点并去除干扰点,并根据拟合参数建立车道线模型;最后,引入尺度无迹卡尔曼滤波(SUKF)对车道线进行跟踪。通过对多段实地采集的视频进行了仿真实验,结果表明,该方法对于高速公路车道线的检测率可达到99%,并具有较好实时性能;对于受损和弄污的城市道路车道线也体现出较好的鲁棒性和时间性能。     

SCKF-STF-CN: a universal nonlinear filter for maneuver target tracking

Square-root cubature Kalman filter (SCKF) is more effective for nonlinear state estimation than an unscented Kalman filter.In this paper,we study the design of nonlinear filters based on SCKF for the s...     

目标跟踪中的MS和MC自适应选择策略

针对mean shift(MS)算法不能解决非线性目标跟踪及Monte Carlo(MC)算法实时性差的问题,提出了一种自适应选择MS算法与MC算法的目标跟踪策略。首先,对目标、背景分别采样,用对数似然法评价每个目标区的特征对背景的可区分能力,选择区分能力强的特征作为目标。然后,引入一跟踪方式选择标志,通过计算当前跟踪窗内的目标与模板的匹配度来决定该标志的值,当目标与模板的匹配度大于某个域值时,选择实时性好的基于梯度最速下降的MS跟踪策略,以实现跟踪的实时性;否则选择基于随机采样、对目标模型没有限制的MC跟踪策略,使得位置预测结果更加准确。实验结果表明:与MC相比,本文算法在跟踪性能不受影响的前提下,有效节省了系统时间,当目标简单运动时,对于100×56像素的目标,平均计算时间由原来的82ms降低为小于1ms;与MS算法相比,该算法在牺牲一些系统时间的基础上能够更加鲁棒地解决非线性目标跟踪问题。     

运动检测与定位的热释电红外传感新方法

针对人体目标运动检测与定位,提出了一种新型的热释电红外感知方法,采用递阶的体系结构对菲涅尔透镜的视场(FoV)进行空间调制。首先,对单个传感器节点上的多个热释电红外(PIR)传感器及其菲涅尔透镜的FoV进行环形调制编码,实现单自由度的FoV细分;然后,利用相邻的3个传感器节点相互协作定位。实验表明,该方法具有计算简单、鲁棒性好等优点。     

内模自适应卡尔曼滤波新方法及其在GPS信号估计中的应用

针对混杂有确定性扰动分量的随机信号处理问题,提出一种基于内模的自适应卡尔曼滤波新方法──-内模自适应卡尔曼滤波法.首先将待估有用信号和观测数据中的确定性扰分量分别以分段正弦曲线拟合方 式建立各自的内模,并将这些内模的参数作为增广状态变量形成新的非线性系统模型.然后采用迭代型推广卡 尔曼滤波算法,同时实现有用信号及扰动内模参数的实时跟踪.机动目标跟踪的GPS定位信号估计应用表明, 与现有方法相比新方法可显著提高定位精度.