协同运动状态估计的多目标跟踪算法

多目标跟踪在视频分析场景中有着广泛的应用,如人机交互、虚拟现实、自动驾驶、视频监控和机器人导航等。多目标跟踪问题可以表示为在已有的检测数据上进行目标轨迹关联,检测算法的准确性对跟踪性能起着关键性的作用。在基于检测的目标跟踪框架中,提出了一种协同运动状态估计的跟踪算法,该算法主要关注相邻帧之间的数据关联,从目标检测、目标运动状态估计和数据关联这3个方面来直接解决多目标跟踪面临的挑战。首先,对于目标检测,采用Multi Scale Convolutional Neural Network(MS-CNN)算法作为检测器,这是因为深度学习在检测的效益上优于传统的机器学习方法;其次,为了更好地预测目标的运动状态和处理目标间的遮挡,针对不同状态的目标采取不同的运动估计方法: 采用核相关滤波来评估处于跟踪状态的目标的运动状态,当目标处于遮挡状态时,采用卡尔曼滤波做运动估计;最后,采用Kuhn-Munkres算法对检测目标和跟踪轨迹做数据关联。通过大量的实验证实了算法的有效性,且实验结果表明算法的准确性很高。     

等级关联的粒子群迭代多目标检测跟踪

针对目标在跟踪过程中受环境变化影响(光照、遮挡等)使其跟踪发生偏移的问题,提出一种从目标粗匹配到粒子群算法精确定位的等级关联结构的多目标跟踪算法.与现有跟踪算法相比,在粗匹配阶段粒子随机产生过程中融入了上下文信息,提高了目标匹配的准确度,降低了错误跟踪的目标数;对于在粒子群精确定位阶段有显著偏差的目标位置,采用Metropolis-Hastings采样算法进行纠正,同时完成模板更新,从而保证了目标跟踪的准确性.实验结果表明,该算法在目标被遮挡的情形下能够准确地跟踪被遮挡的目标.     

基于蜂拥控制的移动传感器网络目标跟踪算法

针对移动传感器网络中的目标跟踪问题, 以及现有控制策略在保持网络拓扑结构连通性和降低能量消耗方面存在的不足, 提出一种基于蜂拥控制的移动传感器网络目标跟踪算法. 首先, 利用网络中部分节点检测目标, 并使用卡尔曼一致性滤波算法估计目标的状态, 在获得比较精确的估计状态的同时降低能量消耗; 然后, 在蜂拥控制下传感器网络始终保持拓扑结构连通性和目标对网络可见, 同时避免节点之间发生碰撞. 仿真结果验证了所提出算法的有效性.

     

基于状态预测和运动结构的在线多目标跟踪

基于检测的跟踪是近年来多目标跟踪领域的研究热点,针对目前在线跟踪算法通常只考虑相邻2帧间的数据关联,对误检的鲁棒性不高,易造成轨迹碎片的问题,提出一种基于状态预测和运动结构的在线多目标跟踪算法.该算法将多目标跟踪分为逐帧跟踪和轨迹恢复2个阶段.在逐帧跟踪阶段,利用运动结构实现目标空间位置对齐,采用多特征融合进行相似度计算,以提升相邻2帧之间的数据关联精度,运动结构的使用还将提升追踪过程对摄像头移动的鲁棒性;在轨迹恢复阶段,记录未关联目标,并对其进行状态预测,然后和检测结果进行相似度匹配,以完成轨迹恢复,从而解决轨迹碎片问题.在MOTChallenge 2015上的实验结果证明,文中算法的多目标跟踪准确率有明显提高,轨迹碎片减少,同时对于摄像头移动等环境问题具有很好的鲁棒性.     

基于Kullback-Leibler分歧的变分滤波WSNs贝叶斯移动定位跟踪西

为了在降低资源能耗和带宽占用情况下,提高无线传感器网络WSNs移动目标定位跟踪的精度,提出了基于Kullback-Leibler分歧的变分滤波的WSNs贝叶斯移动目标定位跟踪算法。首先,利用高斯和Wishart分布在不考虑速度限制和方向移动限制情况下,构建WSNs移动定位的贝叶斯状态演化模型,并基于路径损耗模型构建移动目标定位的观测模型;其次,利用Kullback-Leibler分歧构建变分滤波的误差计算模型,通过周围激活节点实现移动节点目标的位置估计,设计了递归概率计算过程综合预测和更新两个过程,并实现了定位和目标跟踪的同步化;最后,通过仿真验证了所提模型在跟踪精度和资源节约上的优势。     

基于TDOA测量的多目标P-GMPHD跟踪算法

针对传统的到达时差(Time difference of arrival,TDOA)多目标跟踪算法计算量大,估计精度低,虚警值较多等问题,提出了一种预关联高斯混合概率假设密度(P-GMPHD)多目标跟踪算法.该算法利用随机集理论对TDOA的目标状态和观测值进行建模,通过递推高斯混合来预测和更新各状态后验概率密度,避免了复杂的数据关联问题.为减轻高斯混合滤波的计算量,提出了将预测信息与观测值进行预关联的思想,剔除虚警值,从而显著地降低了计算量.仿真结果表明,该算法能在杂波环境下有效地利用TDOA测量值跟踪未知数目的多个运动目标,并且在不影响跟踪性能的情形下,其计算量比一般GMPHD有了较大的降低.     

基于时空特征的实时相关滤波目标跟踪

提出一种基于时空信息的相关滤波实时目标跟踪算法,以解决纹理改变、光照变化、旋转变形甚至遮挡情况下目标跟踪效率问题.此算法考虑到目标定位过程中,目标与其周围信息存在空域上的相关性,来构建目标空域滤波模型,并且该算法引入时间变量来在线更新得到时空域滤波模型,利用相邻帧信息相似性来降低遮挡对跟踪的影响.通过实验对比,验证了当目标受到非理想因素干扰时,所提算法具有健壮的鲁棒性和良好实时性.     

基于中心宏块的视频目标跟踪算法

目前的视频目标跟踪算法对目标的不精确分割十分敏感,从而影响目标跟踪的性能.文中提出一种新的视频目标跟踪算法,该算法对目标的过分割或欠分割有较强的鲁棒性.文中提出的跟踪算法中引入了一个中心宏块的概念,通过两个层次的相似性度量,以建立相邻帧之间目标的对应关系.同时利用MPEG的运动估计技术和Kalman滤波技术来提高目标跟...     

交通场景中的实时多目标自动跟踪算法

针对交通场景中多目标跟踪过程中实时性和鲁棒性的问题,提出一种基于混合高斯和稀疏光流的多目标自动跟踪算法。该算法利用自适应背景差分法提取前景目标,用特征点对目标进行表达,通过稀疏光流算法建立起前后帧间的数据关联,并通过模版更新机制来降低可能的较大形变带来的干扰。实验结果表明,该算法适用于多数交通场景,实时性较好,对光照和噪声都具有很强的鲁棒性,可以实现对多目标的准确而又稳定的跟踪。     

适于高频地波雷达工程应用的数据关联方法

针对宽波束高频地波雷达监测海面低速移动目标的工程应用要求,采用一种新的跟踪门预处理的联合概率数据关联方法对目标进行跟踪.基于数据关联性能评价函数和运动定理相结合的跟踪门规则能够减少跟踪门内非本目标的回波;在此基础上采用简化的联合概率数据关联算法对波门内的回波进行关联滤波,从而降低错误关联的概率并减小关联计算负荷;雷达实测数据分析表明,该方法计算量小,能够稳定、有效的实现高频地波雷达系统中的目标跟踪,适于工程应用.     

基于DSST的运动目标跟踪算法研究

针对传统MeanShift目标跟踪算法中运动目标有速度较快或者尺度变换时,而不能准确进行跟踪的问题,引入了DSST运动目标跟踪算法.该算法加入了多尺度估计,并且在样本提取时采用多维特征,可以较好的估计下一帧中运动目标的位置.本文分析了DSST算法的原理,并进行了实验仿真.实验结果表明,DSST的运动目标跟踪算法能较好的...     

视频序列中面向人的多目标跟踪算法

针对视频序列中人的跟踪问题,提出一种基于运动检测的多目标跟踪算法．跟踪系统由运动目标检测、关联矩阵建立、特殊情况判断及处理以及轨迹关联4部分构成．提出一种基于改进的c-均值聚类的自适应运动分割方法;不同情况下建立不同的关联矩阵,以准确判断实际场景状况;对遮挡问题作出处理,在两个目标遮挡不严重的情况下,分别采用均值漂移算法对其进行跟踪．实验结果表明,该算法具有较强的鲁棒性,能有效实现复杂场景下多目标跟踪．     

基于网格的传感器网络目标追踪研究

分析了传感器网络在目标追踪过程中产生目标丢失的原因,在此基础上采用网格结构的设计思想,通过最小二乘法对追踪目标定位,并对目标下一时刻的位置做出预测,提出了目标丢失故障恢复新的算法和技术。实验证明,所提出的算法和技术在能量消耗和追踪精确度上,能够有效地解决跟踪目标发生丢失故障后快速恢复的问题。     

Factor graph aided multiple hypothesis tracking

Since closely moving targets exist extensively in the ground moving target tracking, the uncertainty of data association greatly increases making the measurement-to-track association more difficult. Especially, traditional multiple hypothesis tracking （MHT） has high false tracking rate and track swap. This paper first investigates the measurement based factor graph in data association, and gives the corresponding message passing algorithm. Then, a factor graph aided multiple hypothesis tracking （FGA-MHT） method is proposed, which introduces factor graph based m-best hypothesis producing technique and exploits factor graph based probability refinement algorithm to reduce the uncertainty of measurement-to-track association. Experiment results demonstrate that FGA-MHT reduces times of track swap and increases the correct data association rate in closely moving target tracking.     

煤矿井下视频多目标轨迹跟踪算法研究

为了提高煤矿井下监控视频的目标识别准确率,对运动目标进行有效跟踪,将小波变换和背景差分法相结合,对Camshift算法进行改进,提出了适用于煤矿井下视频多目标轨迹跟踪算法。首先采用小波三层变换对视频图像进行去噪处理,得到低频图像。然后再进行背景差分运算,检测出运动目标。最后采用Camshift算法对运动目标进行跟踪处理。实验结果表明,改进的Camshift算法减少了原始Camshift算法在初始候选目标时的随机性,提高了目标检测和跟踪的准确率,为煤矿的安全生产提供了保证。     

杂波下强机动目标跟踪自适应数据关联算法

杂波下的机动目标跟踪的综合概率数据关联(IPDA)算法是在概率数据关联(PDA)算法的思想基础上引入目标存在及可观测概率所形成的.本文进一步通过引入自适应调整因子,提出了针对强机动目标跟踪的自适应IPDA算法(CIPDA),并通过仿真论证,与传统的IPDA相比,CIPDA提高了对强机动目标跟踪的稳定性和精确度.     

一种基于信道状态信息的人员轨迹跟踪方法

针对在室内环境的轨迹跟踪过程中,通信开销较大和算法复杂度较高的问题,对一种基于CSI（channel state information）信号的人员轨迹跟踪方法进行研究。首先从CSI中提取代表目标位置（角度）概率的AOA（angle-of-arrival）频谱,通过MUSIC算法得到的多普勒频移与AOA频谱相结合来确定人员移动速度及位置;最后利用改进的三边定位质心算法确定人员位置、模拟人员移动轨迹,实现了对室内人员精准的跟踪定位。通过与其他算法以及不同人员移动速度的对比,仿真实验表明提出的人员追踪方法可以大幅度提高定位的精确性与稳定性。     

基于自适应水平集方法的运动目标跟踪

在对复杂背景条件下的非刚体目标进行跟踪时,水平集方法是一种非常有效的方法。针对水平集的初始化问题,提出了一种自适应初始化的水平集方法。首先采用粒子滤波对目标进行跟踪,得到运动目标的粗外接矩形轮廓;然后以外接矩形轮廓的质心为基础进行水平集曲线演化,求取目标的精确轮廓信息,并将轮廓的提取结果反馈到跟踪框架中;最后,动态更新参考模板,以改进似然函数。实验结果表明,本方法能够适应非刚体目标在运动中的自由变化,使得跟踪更加精确。     

随机边缘特征匹配在运动车辆跟踪算法中的应用

目标跟踪算法中往往需要有效的特征对目标进行跟踪识别。本文提出了随机边缘特征的概念,对其物理意义及匹配算法进行了阐述,并将其应用到运动车辆跟踪算法中。实验结果表明,该算法能够对序列图像中的多个运动车辆进行跟踪识别,对车辆的尺度、视角、光线及运动状态的变化等不利因素有较好的适应性。     

一种基于Mean Shift的快速跟踪算法

针对Mean Shift算法难以跟踪快速运动目标、算法迭代次数多以及耗费时间长的问题,提出了一种基于Mean Shift的快速运动目标检测方法,该方法结合帧差法并融合背景信息来快速检测运动目标;同时提出一种新的相似性度量方法进行初步检测,排除干扰并快速选出符合标准的目标以进行Mean Shift匹配,找出最佳目标。该方法不仅减少了传统方法的迭代次数,缩短了算法所需时间,而且在跟踪实验中取得了较好的跟踪效果,提升了算法的鲁棒性。